دفاعیه کارشناسی ارشد (ژئوتکنیک) مدلسازی عددی رفتار شالوده شمعی تحت فرونشست ناشی از برداشت بی رویه آب زیرزمینی
دانشجو: خانم صبا مؤذنی
استاد راهنما: دکتر هادی شهیر
زمان: دوشنبه ۲۴ بهمن ماه ۱۴۰۱ ساعت: ۱۰:۰۰
مکان: کرج دانشکده فنی و مهندسی
استاد راهنما: دکتر هادی شهیر
زمان: دوشنبه ۲۴ بهمن ماه ۱۴۰۱ ساعت: ۱۰:۰۰
مکان: کرج دانشکده فنی و مهندسی
چکیده
فرونشست زمین در اثر برداشت بی‌رویه آب زیر زمینی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک یک خطر مهم و قابل توجه است که ممکن است باعث آسیب‌هایی به ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها، ایجاد شکاف‌های عمیق در سطح زمین، سیلاب رودخانه‌ای یا ساحلی، لوله زایی چاه و ... شود. در این پژوهش مجموعه‌ای از مدلسازی‌های عددی سه بعدی برای بررسی رفتار شالوده شمعی تحت فرونشست ناشی از برداشت بی‌رویه آب زیرزمینی با استفاده از نرم‌افزار Midas GTS NX انجام شده است. هدف از این مدلسازی‌ها بررسی تغییرات نشست و اصطکاک جدار در اثر تغییرات پارامترهای شمع و پی بوده است. خاک مورد بررسی در این پژوهش رس نرم بوده و برای شبیه‌سازی رفتار آن از مدل رفتاری Modified Cam-Clay استفاده شده است. در این پژوهش سه نوع آرایش ۲×۲ ، ۳×۳ و ۴×۴ ، سه فاصله شمع ۲D، ۳D و ۴D ( D قطر شمع )، سه قطر شمع ۰.۶ ، ۰.۹ و ۱.۲ متر، ۵ طول شمع ۰.۵B، ۱B، ۱.۵B، ۲B و ۲.۵B ( B عرض شالوده ) در نظر گرفته شده است. با توجه به اندرکنش خاک و شمع و پی در شالوده شمعی، حالت ایده‌آل نشست به گونه‌ای است که پی و خاک با یکدیگر نشست کنند و نشست آن‌ها با یکدیگر برابر باشد. اگر نسبت نشست پی به خاک بیشتر از یک باشد، نشست سازه بیش از خاک اطراف می شود و در صورتی که نسبت نشست پی به خاک کمتر از یک باشد، بین خاک و پی جدایش اتفاق می‌افتد. نتایج حاصل از آنالیزها نشان می‌دهد که برای این که نشست پی و خاک با هم برابر باشند طول شمع بایستی با افزایش قطر شمع، کاهش یابد بعنوان مثال برای قطر شمع ۱.۲ متر طول شمع باید بین ۰.۵B تا ۱.۵B باشد. نتایج نشان می‌دهند که در اثر فرونشست، اصطکاک جدار منفی در طول شمع‌ها ایجاد شده است و مقدار اصطکاک جدار مثبت و منفی با یکدیگر برابر است. محل نقطه خنثی در تمام مدل‌ها تقریبا در ۰.۶L قرار گرفته است. اصطکاک جدار منفی به مشخصات شمع بستگی دارد. نتایج نشان می‌دهند با افزایش نسبت طول شمع به عرض پی و همچنین قطر شمع، اصطکاک جدار افزایش می‌یابد. برای یک نسبت طول شمع به عرض پی مشخص با افزایش نسبت فاصله به قطر شمع، اصطکاک جدار افزایش می‌یابد.
فرونشست زمین در اثر برداشت بی‌رویه آب زیر زمینی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک یک خطر مهم و قابل توجه است که ممکن است باعث آسیب‌هایی به ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها، ایجاد شکاف‌های عمیق در سطح زمین، سیلاب رودخانه‌ای یا ساحلی، لوله زایی چاه و ... شود. در این پژوهش مجموعه‌ای از مدلسازی‌های عددی سه بعدی برای بررسی رفتار شالوده شمعی تحت فرونشست ناشی از برداشت بی‌رویه آب زیرزمینی با استفاده از نرم‌افزار Midas GTS NX انجام شده است. هدف از این مدلسازی‌ها بررسی تغییرات نشست و اصطکاک جدار در اثر تغییرات پارامترهای شمع و پی بوده است. خاک مورد بررسی در این پژوهش رس نرم بوده و برای شبیه‌سازی رفتار آن از مدل رفتاری Modified Cam-Clay استفاده شده است. در این پژوهش سه نوع آرایش ۲×۲ ، ۳×۳ و ۴×۴ ، سه فاصله شمع ۲D، ۳D و ۴D ( D قطر شمع )، سه قطر شمع ۰.۶ ، ۰.۹ و ۱.۲ متر، ۵ طول شمع ۰.۵B، ۱B، ۱.۵B، ۲B و ۲.۵B ( B عرض شالوده ) در نظر گرفته شده است. با توجه به اندرکنش خاک و شمع و پی در شالوده شمعی، حالت ایده‌آل نشست به گونه‌ای است که پی و خاک با یکدیگر نشست کنند و نشست آن‌ها با یکدیگر برابر باشد. اگر نسبت نشست پی به خاک بیشتر از یک باشد، نشست سازه بیش از خاک اطراف می شود و در صورتی که نسبت نشست پی به خاک کمتر از یک باشد، بین خاک و پی جدایش اتفاق می‌افتد. نتایج حاصل از آنالیزها نشان می‌دهد که برای این که نشست پی و خاک با هم برابر باشند طول شمع بایستی با افزایش قطر شمع، کاهش یابد بعنوان مثال برای قطر شمع ۱.۲ متر طول شمع باید بین ۰.۵B تا ۱.۵B باشد. نتایج نشان می‌دهند که در اثر فرونشست، اصطکاک جدار منفی در طول شمع‌ها ایجاد شده است و مقدار اصطکاک جدار مثبت و منفی با یکدیگر برابر است. محل نقطه خنثی در تمام مدل‌ها تقریبا در ۰.۶L قرار گرفته است. اصطکاک جدار منفی به مشخصات شمع بستگی دارد. نتایج نشان می‌دهند با افزایش نسبت طول شمع به عرض پی و همچنین قطر شمع، اصطکاک جدار افزایش می‌یابد. برای یک نسبت طول شمع به عرض پی مشخص با افزایش نسبت فاصله به قطر شمع، اصطکاک جدار افزایش می‌یابد.
دفعات مشاهده: 41 بار |
دفعات چاپ: 2 بار |
دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر