بررسی تاثیر جنس مصالح هسته ناتراوای سدهای خاکی در پایداری دینامیکی

تکه های از متن به عنوان نمونه :

چکیده:

سدها بزرگترین سازه های ساخته شده به دست بشر هستند.طراحی آنها اغلب از طبیعت منحصر به فرد و پیآمد گسیختگی که مطمئناً بزرگتر از اثر فروریختن انواع دیگر سازه هاست، ناشی می شود. پایداری سازهای بدنه سد و پی به طرق گوناگونی قابل تحلیل و بررسی است امروزه روشهای مختلفی برای بررسی پایداری دینامیکی سدهای خاکی وجود دارند. ازمیان این روشها میتوان به روشهای تعادل حدی، روشهای آنالیزحدی ( حد بالاو پایین درتئوری پلاستیسیته ) و روشهای اجزاء محدود اشاره کرد به طور کلی می توان گفت که روش اجزاء محدود می تواند با فراهم آوردن اطلاعات راجع به نحوه گسیختگی به عنوان مکمل روشهای حدی عمل کند. مهمترین استفاده ای که از تحلیلهای عددی در مرحله طراحی می شود، ارزیابی مقدار فشار آبمنفذی در پایان ساخت سد، بررسی شکست هیدرولیکی در هسته رسی، بررسی پدیده قوس زدگی، پیشبینی مقدار نشست برای تعیین حجم مصالح موردنیاز و تعیین ضریب اطمینان جهت تعیین پایداری بدنه سد می باشد. دراین تحقیق با استفاده از نرم افزارflac 7.0 به بررسی تاثیر مصالح مختلف به عنوان هسته در سدها و پایداری شیروانی های بالادست و پایین دست سد در دو حالت هسته قائم و هسته مایل پرداخت شده و نتایج بدست آمده از آنها مورد بررسی قرار گرفته اند. مدل رفتاری مورد استفاده در این تحقیق، مدل مور- کلمب است که یک مدل الاستیک – پلاستیک کامل به شمار می آید. در مدل رفتاری مذکور، پوش گسیختگی توسط معیار معروف مور- کلمب که تابع گسیختگی برشی است، با در نظر گرفتن معیار گسیختکی کششی حاصل می شود. با توجه به نتایج بدست آمده میزان ضریب اطمینان در مقابل پایداری به نوع رفتار فرض شده برای مصالح هسته و پوسته وضعیت قرارگیری هسته (مایل یا قائم بودن هسته)، وضریب پواسون مصالح هسته سدبستگی دارد.

کلمات کلیدی:

سد های خاکی، پایداری، ضریب اطمینان،  تنش موثر،  نرم افزار flac

فصل اول

1- مقدمه و هدف :

1-1 مقدمه

با توجه به نیاز اساسی کشور پهناور ایران به مهار و ذخیره آبهای سطحی جهت تامین آب برای مصارف شرب ،آب مورد نیاز کشاورزی ،صنعت ،‌تولید نیروی برق و همچنینکنترل سیلاب ، طغیان رودخانه ها و از جانبی گام اول در توسعه و بهره برداری از منابع آب کشور احداث سدهای بلند می باشد. آمارها نشان می دهند در کشورمان حدود 300 سداحداث شده و در حال ساخت بیش از 200 سد از نوع خاکریز می باشند که خوداهمیت این نوع سدها را به دلایل گوناگونی آشکار می سازد. از اینرو کنترل پایداری این نوع سدها با توجه به جنس مصالح هسته امری ضروری به نظر می رسد. سدها سازه های مهم و زیربنایی یک کشور محسوب می شوند ،‌ چون برای ساخت یک سد بر خلاف یک ساختمان معمولی هزینه و زمان زیادی صرف می گردد. هسته مرکزی در سدهای خاکی و سنگریزه ای ،‌وظیفه اصلی آب بندی و نگهداری آب در پشت سد را بر عهده دارد،لذا انتخاب مصالح با نفوذپذیری بالا در هسته سد امری اجتناب ناپذیر محسوب می شود.یکپارچگی سازه سد می بایست در مدت عملکرد آن یا وقایع احتمالی که در مدت زمان بهره برداری رخ می دهد حفظ شود برای این منظور به بررسی طیف متناظر شرایط تنش و بارگذاری پرداخته می شود. در همه وقایع قابل پیش بینی پایداری سد می بایست با تنش های قرار گرفته در ترازهای قابل قبول و یکپارچگی هسته سد تامین شود.در این تحقیق به بررسی تاثیر مصالح مختلف به عنوان هسته در سدها و به تبع آن ارزیابی مسئله ترک هیدرولیکی و پایداری شیروانیهای بالادست و پایین دست سد در دو حالت : هسته قائم و هسته مایل پرداخت شده و نتایج بدست آمده از آنها مورد تحلیل قرار می گیرد.

پایان نامه کارشناسی ارشد

و......

پایان نامه ارشد عمران گرایش سازه با عنوان بررسی بهسازی لرزه ای پل

با فرمت قابل ویرایش word - بهسازی لرزه ای پل - بررسی پل های بزرگراهی

پایان‌نامه  کارشناسی ارشد

رشته مهندسی عمران گرایش سازه

عنوان :

مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                            صفحه

فصل 1: بیان گفتار …………………………………………………………………………………………..1

1-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………. 2

1-2- هدف از تحقیق و اهداف آن ……………………………………………………………………………… 2

1-3- ساختار پایان نامه……………………………………………………………………………………… 5

فصل 2: کلیات و تاریخچه آسیب های وارده به پل ها در زلزله های گذشته……………………..6

2-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………….. 7

2-2- اثر زلزله های بزرگ برپل ها ……………………………………………………………………………………………………… 7

    2-2-1- تغییر مکان های لرزه ای………………………………………………………………………………………………. 13

    2-2-2- آسیب دیدگی های کوله………………………………………………………………………………………………. 15

    2-2-3- آسیب های ایجاد شده در سطح عرشه……………………………………………………………………….. 16

    2-2-4- آسیب دیدگی های نشیمن گاه (کلید های برشی)……………………………………………………. 17

    2-2-5- بررسی رفتار لرزه ای پایه های پل……………………………………………………………………………….. 18

    2-2-6- آسیب های وارده به دال های دسترسی یا پیش دال ها…………………………………………… 22

    2-2-7- تأثیر ساختار هندسی بر سازه پل………………………………………………………………………………… 23

    2-2-8- شکست  فنداسیون ……………………………………………………………………………………………………… 24

    2-2-9- آسیب پذیری تکیه گاه و اتصالات ………………………………………………………………………………. 24

    2-2-10- خرابی های قابل قبول از نظر آئین نامه آشتو ………………………………………………………… 25

    2-2-11- خرابی های غیر قابل قبول از نظر آشتو…………………………………………………………………… 25

    2-2-12- اثرات تخریبی زلزله بر پل های ایران ………………………………………………………………………. 27

2-3- تحقیقات انجام شده در زمینه اثر زلزله بر پل ها …………………………………………………………………. 28

2-4- تحقیقات انجام شده در زمینه اثر زلزله بر پل ها در ایران……………………………………………………. 30

    2-4-1- تحقیقات انجام شده در زمینه بررسی آسیب پذیری کمی پل ها…………………………….. 30

2-5- معیارهای عملکردی…………………………………………………………………………………………………………………. 32

2-6- خلاصه فصل :…………………………………………………………………………………………………………………………… 34

فصل 3: ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای پل ها به روش کمی و مبانی نظری آنها……………….35

3-1-  مقدمه……………………………………………………………………………………….. 36

3-2- حالات حدی طراحی و ارزیابی سازه………………………………………………………………………………………. 36

     3-2-1- حالات حدی اعضا………………………………………………………………………………………………………… 36

     3-2-2- حالات حدی سازه……………………………………………………………………………………………………….. 37

3-3- ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای…………………………………………………………………………………………………. 38

3-4- روش های ارزیابی آسیب پذیری…………………………………………………………………………………………….. 38

    3-4-1- روش های طبقه بندی………………………………………………………………………………………………….. 39

    3-4-2- روش های بازرسی و امتیازدهی…………………………………………………………………………………… 40

    3-4-3- روش های تحلیلی ارزیابی آسیب پذیری…………………………………………………………………….. 40

    3-4-4- روش های آزمایشگاهی ارزیابی آسیب پذیری……………………………………………………………. 40

3-5- ارزیابی تحلیلی آسیب پذیری پل ها……………………………………………………………………………………….. 41

3-6- ارزیابی تفصیلی آسیب پذیری مطابق با FHWA – 95 ……………………………………………………….. 41

    3-6-1- جمع آوری اطلاعات در خصوص پل مورد نظر…………………………………………………………… 41

    3-6-2- بازرسی محلی………………………………………………………………………………………………………………… 41

    3-6-3- ارزیابی کمی اجزای پل…………………………………………………………………………………………………. 42

3-7- مطالعات کمی آسیب پذیری پل…………………………………………………………………………………………….. 42

    3-7-1- دستورالعمل ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای پل…………………………………………………………… 42

3-8- روش های ارزیابی آسیب پذیری پل ها مطابق دستورالعمل FHWA – 95………………………. 43

    3-8-1- روش ارزیابی براساس نسبت ظرفیت به تقاضا ………………………………………………………….. 43

    3-8-2- روش ارزیابی براساس مقاومت جانبی سازه پل …………………………………………………………. 47

3-9- مبانی مدل سازی سازه ای………………………………………………………………………………………………………. 48

    3-9-1- مدل واقعی ……………………………………………………………………………………………………………………. 48

    3-9-2- ساخت مدل آزمایشگاهی با ابعاد کوچکتر از ابعاد واقعی…………………………………………… 48

    3-9-3- به کار گیری مدل تحلیلی…………………………………………………………………………………………….. 49

3-10- انتخاب روش مدل سازی تحلیلی…………………………………………………………………………………………. 49

    3-10-1- روش های گوناگون مدلسازی سازه پل…………………………………………………………………….. 50

3-11- رفتار سازه پل………………………………………………………………………………………………………………………… 54

    3-11-1- سازه با رفتار الاستیک خطی…………………………………………………………………………………….. 54

    3-11-2- سازه با شکل پذیری محدود………………………………………………………………………………………. 54

    3-11-3- سازه با شکل پذیری زیاد……………………………………………………………………………………………. 54

3-12- روند کلی ارزیابی آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای پل ها…………………………………………………. 55 

3-13- خلاصه فصل……………………………………………………………………………………………………..56

فصل 4: ارزیابی لرزه ای پل شهید حقانی تهران…………………………………………………………..57

4-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………… 58

4-2- مشخصات عمومی پل مورد مطالعه…………………………………………………………………………………………. 59

4-3- میزان اهمیت پل شهید حقانی……………………………………………………………………………………………….. 60

4-4- مشخصات فنی پل……………………………………………………………………………………………………………………. 61

    4-4-1- طبقه بندی پل………………………………………………………………………………………………………………. 61

    4-4-2- مشخصات ساختگاه پل………………………………………………………………………………………………….. 61

4-5- مشخصات و جزئیات اجزای پل مورد مطالعه…………………………………………………………………………. 63

    4-5-1- روسازه…………………………………………………………………………………………………………………………….. 63

    4-5-2- زیر سازه و قسمت های اصلی پل………………………………………………………………………………… 64

4-6- مطالعات میدانی و وضعیت موجود پل……………………………………………………………………………………. 66

    4-6-1- وضعیت عرشه……………………………………………………………………………………………………………….. 66

4-7- پردازش و تجزیه و تحلیل وضعیت موجود پل……………………………………………………………………….. 70

4-8- مدلسازی پل مورد مطالعه و بارگذاری آن………………………………………………………………………………. 71

    4-8-1- طیف طرح استاندارد 2800………………………………………………………………………………………… 72

    4-8-2- مشخصات هندسی اعمال شده پل در شبیه سازی عددی………………………………………… 72

    4-8-3- تعیین مقاومت های درج شده در مدارک فنی (مقاومت مشخصه)…………………………… 74

    4-8-4- بارهای وارد به سازه………………………………………………………………………………………………………. 75

4-9- تعیین ظرفیت اجزای سازه……………………………………………………………………………………………………… 78

4-10- نتایج تحلیل……………………………………………………………………………………………………………………………. 78

    4-10-1- تغییر مکان های ناشی از بارهای قائم………………………………………………………………………. 78

    4-10-2- مقادیر لنگر خمشی، نیروی برشی و نیروی محوری ایجاد شده در عرشه پل……….. 79

    4-10-3- مقادیر لنگر خمشی، نیروی برشی و نیروی محوری در سرستون ها……………………… 81

    4-10-4- مقادیر لنگر خمشی، نیروی برشی و نیروی محوری در کوله ها…………………………….. 86

    4-10-5- مقادیر لنگر خمشی، نیروی برشی و نیروی محوری در پایه ها………………………………. 90

    4-10-6- مودهای نوسان طبیعی سازه……………………………………………………………………………………… 95

    4-10-7- تصویر مود ارتعاشی غالب…………………………………………………………………………………………… 97

    4-10-8- تغییرمکان های ناشی از بار زلزله……………………………………………………………………………… 97

4-11- ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای بر مبنای دستورالعمل FHWA-95……………………………….. 100

4-12- نسبت ظرفیت به تقاضا ستون ها و پایه های بتن مسلح………………………………………………… 101

    4-12-1- تعیین مقادیر ظرفیت لرزه ای نیرو و لنگر برای پایه های پل……………………………… 101

    4-12-2- مقادیر تقاضا نیرو و لنگر ستون ها…………………………………………………………………………. 103

    4-12-3- تعیین نسبت ظرفیت ارتجاعی به تقاضای نهایی خمشی ستون…………………………. 104

    4-12-4- نسبت ظرفیت به تقاضا تغییر مکان پایه ها…………………………………………………………… 113

4-13- ارزیابی مقاومت دال عرشه……………………………………………………………………………………………………..114

     4-13-1- ارزیابی مقاومت خمشی دال………………………………………………………………………………………..115

     4-13-2- ارزیابی مقاومت برشی دال…………………………………………………………………………………………..115

4-14- نسبت ظرفیت به تقاضا اعضای غیر باربر ………………………………………………………………………. ..116

    4-14-1- پهنای نشیمن گاه روی کوله ها……………………………………………………………………………… 116

    4-14-2- مهار آرماتورهای طولی ستون…………………………………………………………………………………. 118

    4-14-3- وصله آرماتورهای طولی ستون……………………………………………………………………………….. 120

4-15- مهندسی ارزش در امر مقاوم سازی ………………………………………………………………………………… 124

   4-15-1- روش و هزینه انجام مقاوم سازی…………………………………………………………………………….. 125

   4-15-2- بهسازی پل بر اساس مهندسی ارزش……………………………………………………………………… 125

4-16- انواع روش های بهسازی پل مورد مطالعه………………………………………………………………………… 128

4-17- گزینه های پیشنهادی برای مقاوم سازی لرزه ای پل مورد مطالعه………………………………… 133

فصل 5: جمع‌بندی و پیشنهادها ………………………………………………………………………………134

5-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………135

5-2- نتیجه گیری……………………………………………………………………………………….. .135

5-3- پیشنهادها…………………………………………………………………………………………………. 137

مراجع…………………………………………………………………………………………………………… 140

پیوست‌…………………………………………………………………………………………………………. 144

و......