پایان نامه ارشد : ارزیابی مقایسه ای مکانیسم شکست شیروانی های خاکی تحت تراوش بر اساس روشهای تعادل حدی و عددی

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته عمران 

گرایش :خاک و پی

عنوان :  ارزیابی مقایسه ای مکانیسم شکست شیروانی های خاکی تحت تراوش بر اساس روشهای تعادل حدی و عددی

دانشگاه آزاد اسلامی 

واحد زنجان 

دانشگاه فنی و مهندسی گروه خاک و پی 

پایان نامه کارشناسی ارشد 

گرایش : عمران – خاک و پی 

عنوان :

ارزیابی مقایسه ای مکانیسم شکست شیروانی های خاکی تحت تراوش بر اساس روشهای تعادل حدی و عددی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

 عنوان                                                                         صفحه

چکیده ……………………………………………………………………………………………………………….. 1

مقدمه………………………………………………………………………………………………………………….. 2

فصل اول: مقدمه………………………………………………………………………………………………………

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

1-2  بیان مسئله …………………………………………………………………………………………………… 6

1-3 ضرورت انجام پژوهش ……………………………………………………………………………………. 8

1- 4 اهداف پژوهش……………………………………………………………………………………………… 9

1-5 سوالات تحقیق……………………………………………………………………………………………… 10

1-6 فرضیه های تحقیق…………………………………………………………………………………………. 11

1-7 تعاریف عملیاتی متغیّرها و واژه های کلیدی…………………………………………………………. 12

1-8 روش تحقیق………………………………………………………………………………………………… 12

1-9 محدودیّت های تحقیق……………………………………………………………………………………. 12

1-10 ساختار پایان نامه…………………………………………………………………………………………. 13

فصل دوم: مروری بر متون فنّی و تحقیقات گذشته……………………………………………………………

2-1 پیش گفتار…………………………………………………………………………………………………… 15

2-2 مبانی روش های بررسی پایداری شیروانی های خاکی …………………………………………… 15

2-2-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………… 15

2-3 بررسی کاربردی روش های کنترلی پایداری شیروانی های خاکی………………………………. 16

2-3-1 روش عددی…………………………………………………………………………………………….. 16

2-3-2 روش های تعادل حدی……………………………………………………………………………….. 18

2-3-2-1مروری دقیق تر بر روش های خاص تعادل حدی……………………………………………. 20

2-4 کلیّات خاک های مسلح………………………………………………………………………………….. 22

2-5 نگاهی به موثرترین تحقیقات ژئوتکنیکی اخیر……………………………………………………….. 23

فصل سوم: روش و مبانی تحقیق …………………………………………………………………………………

3-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………. 34

3-2 روش های تحلیل پایداری مورد استفاده در این پژوهش………………………………………….. 34

3-3 انتخاب نرم افزار……………………………………………………………………………………………. 35

3-3-1 آشنایی با نرم افزار GeoStudio…………………………………………………………………….. 36

3-3-1-1 آشنایی با نرم افزار SEEP/W وSLOPE/W………………………………………………….. 37

3-3-2 روند ایجاد و تحلیل مدل ها در SEEP/W و SLOPE/W…………………………………….. 38

3-3-2-1 تنظیمات و مشخصات اولیه نرم افزارGeoStudio…………………………………………… 39

3-3-3 روند ایجاد و تحلیل مدل ها با نرم افزار Plaxis………………………………………………….. 41

3-4 اطلاعات اولیّه مدل های نرم افزاری ………………………………………………………………….. 45

3-4-1 هندسه مدل ها…………………………………………………………………………………………… 46

3-4-2 مشخصّات فنّی مصالح و مدل های رفتاری آن ها………………………………………………. 47

3-4-3 تعریف و ترسیم مسلح کننده ها…………………………………………………………………….. 49

فصل چهارم: بررسی و تحلیل نتایج………………………………………………………………………………

4-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………. 52

4-2 نتایج مدل سازی ها………………………………………………………………………………………… 52

4-3 معرفی کاراکترهای  نمودارهای ضرایب اطمینان  پایان نامه……………………………………….. 55

4-4 نمودارهای ضرایب اطمینان  ……………………………………………………………………………. 56

4-4-1 نمودارهای (DH, FS)…………………………………………………………………………………. 57

4-4-2 نمودارهای (DH/H, FS)……………………………………………………………………………… 71

4-4-3 نمودارهای تسلیح شده………………………………………………………………………………… 72

4-5 مکانیسم گسیختگی………………………………………………………………………………………… 96

4-6 مدل های بازسازی شده…………………………………………………………………………………. 105

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادها……………………………………………………………………………..

5-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………….. 110

5-2 نتایج حاصل از مطالعات……………………………………………………………………………….. 110

گواهی مقالات ارائه شده در هفتمین کنگره ملی عمران ………………………………………………… 120

5-3 پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………. 124

منابع و ماخذ…………………………………………………………………………………………………………..

منابع فارسی……………………………………………………………………………………………………… 127

منابع انگلیسی……………………………………………………………………………………………………. 130

چکیده

با توجه به اینکه تمامی زیر ساخت های مهندسی و اماکن و شریان های حیاتی شهری و غیر شهری از قبیل: پی ساختمان ها، پل ها، سیلوها، سدها، دیوارهای حائل، سازه های دریایی، تأسیات صنعتی و . . . همگی بر بستری به نام زمین گسترده می شو­­­ند. اهمیت بررسی نوع ناپایداری در شیروانی ‌های خاکی‌ تحت تراوش‌ و شیروانی‌ های خاکی‌ تحت تراوش‌ مسلح راهکارهای مقابله با آن ها زمانی بیشتر آشکار می گردد که لغزش شیروانی ها می تواند خسارت‌ های عظیم و جبران ناپذیری ایجاد نماید، دو روش مهم برای تحلیل پایداری شیروانی‌ها، روش تعادل حدی و روش عددی می‌باشد. هدف مشترکی که در تمامی این روش‌ها دنبال می‌شود بررسی پایداری شیب های طبیعی ومصنوعی وتعیین ضریب اطمینان پایداری آنها می‌باشد. بر اساس تعریف ترزاقی و پک (1967میلادی)، لغزش ها      به هر شکل قابل تصوری، آهسته یا ناگهانی و با هر عامل محرکی می توانند اتفاق بیافتند.گسیختگی شیب ها معمولاً ناشی از هرگونه عامل کاهش  ناگهانی مقاومت خاک یا تغییری در شرایط هندسی روی می دهد، به طور کلی می توان شیروانی ها را به دو دسته  شیروانی های  طبیعی و شیروانی های طراحی شده، دسته بندی کرد. این پایان نامه که در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد ارائه می شود          به ارزیابی و مقایسه ضرایب اطمینان و سطوح گسیختگی در خاک هایی از جنس رس و ماسه که        با روش های تعادل حدی و روش عددی در حالات تحت تراوش بدون مهار و با مهار به دست آمده است، می پردازیم.

 کلمات کلیدی: ضریب اطمینان، مکانیسم شکست، تعادل حدی، روش عددی، ترانشه خاکی تحت تراوش، مهار.

مقدمه

یکی از مهمترین مباحث دانش ژئوتکنیک تحلیل پایداری شیروانی‌ها‌ی خاکی تحت تراوش‌ و تعیین سطحی با کمترین ضریب اطمینان و به عبارت دیگر سطح بحرانی شکست است. در ساخت وبهره برداری از شیب ها و دیواره های خاکی، مسئله پایداری و بررسی مکانیسم های شکست احتمالی، به علت ملاحظات اقتصادی (اغلب پروژه های ژئوتکنیک با بودجه دولتی و سرمایه ملت عزیز ایران زمین ساخته می شوند) و در برخی سازه ها جلوگیری از بروز فاجعه ی انسانی (گاه لغزش یک شیروانی طبیعی یا یک سد خاکی باعث مدفون شدن یک روستا و قربانی شدن هزاران تن می گردد) و از طرفی سرزمین پاکمان با بلاهای طبیعی نظیر سیل و زلزله و غیره مواجه می باشد و اهمیت دین مبین اسلام به مقام والای انسان و بیت المال وظیفه مهندسین عمران و اهمیت موضوع را  صد چندان می کند. روش‌های مختلفی برای بررسی پایداری شیب‌ها و شیروانی‌ها ارائه می شود که از جمله آن‌ها می توان به روش‌های تعادل حدی مانند: روش فلینیوس، بیشاپ و مورگنسترن و نیز روش‌های ‌عددی اشاره نمود. هدف مشترکی که در تمامی این روش‌ها دنبال می‌شود تعیین حداقل ضریب اطمینان پایداری و سطح گسیختگی متناظر با آن که شیروانی در امتداد آن لغزیده و گسیخته خواهد شد، می‌باشد. در این پژوهش با مدل سازی و بررسی دقیق یک سری شیروانی خاکی با شرایط نزدیک به شرایط صحرایی با هر دو روش ذکر شده سعی می شود این دو روش با هم مقایسه شوند. بدین منظور ابتدا ترانشه ای با مشخصات معین فرض و با استفاده از روش عددی (نرم افزار پلکسیس) مدل سازی و ضریب اطمینان، نوع، محل و چگونگی شکست احتمالی وسطح لغزش بحرانی آن را مشخص می کنیم و سپس همان ترانشه را با روش تعادل حدی (نرم افزار ژئواستدیو) مدل و بررسی می نماییم، در این مدلسازی رفتار خاک به صورت الاستوپلاستیک با معیار گسیختگی موهر کولمب با کرنش مسطح و دو بعدی فرض می شود.

فصل اول

کلیات پژوهش

1-1- مقدمه

بررسی پایداری شیروانی های خاکی و یافتن راهی برای ارزیابی دقیق تر پایداری شیب ها وترانشه های خاکی، از دیرباز  مورد توجه کارشناسان و متخصصان ژئوتکنیک بوده است. تخمین افزایش ضریب اطمینان پایداری شیروانی ها و شیب های خاکی در شرایط و پروژه های مختلف اعم از سدسازی،    کانال ها، خاکریزها، بزرگراه ها، اسکله ها و… .، در همین راستا تلاش برای افزایش پایداری شیب ها امری تعیین کننده در پایداری کلی سازه ها به شمار می رود. نتیجه لغزش یا شکست یک شیب      می تواند باعث از دست رفتن عملکردی آن پروژه ( شیب) و حتی باعث از دست رفتن جان عده ای انسان گردد. مهندسان ژئوتکنیک باید در ارزیابی پایداری شیروانی های خاکی توجه خاصی به       زمین شناسی، زهکشی سطحی، آب زیرزمینی و مقاومت برشی خاک مبذول داشته باشند.

بررسی شیروانی های خاکی یکی از مسائل اصلی مهندسی ژئوتکنیک می باشد، سدهای خاکی،  گودبرداری ها، ترانشه ها و… سازه های خاکی محسوب می شوند که از نظر اهمیت در درجه بالایی حتی برای تمدن بشری قرار دارند، بنابراین تحلیل، طراحی ورفتارنگاری این سازه ها در طول زمان  مد نظر مهندسین می باشد، از این رو، تلاش های زیادی برای تحلیل شیروانی های خاکی انجام می شود. ولی عدم قطعیت ها، مشکلات تئوریک تحلیل، تنوع مسائل  ژئوتکنیک  و نیازهای روز افزون به طراحی شیروانی های جدید که هر کدام مشکلات خاص خود را دارند، محققین را بر آن داشته که هر چه بیشتر به این موضوع بپردازند. در بررسی پایداری شیروانی ها در هر دو روش تعادل حدی و عددی، معمول است که نیروهای محرک  و مقاوم محاسبه گردیده و  بزرگی  آن ها نسبت به هم سنجیده شود          با این حال چیزی که اکثر اوقات از نظر مهندسان  ژئوتکنیک مورد بی توجهی واقع می شود،  این است که هر یک از نیروهای محرک و مقاوم خود تابع عوامل مختلفی مانند: پارامترهای خاک، هندسه شیب، بارگذاری خارجی و… می باشند، از سوی دیگر وجود آب در پروژه های عمرانی همواره برای مهندسان ایجاد مشکل کرده و باعث گسیختگی سازه ها به خصوص شیروانی های خاکی گردیده است، در همین راستا خاک مسلح همواره به عنوان یک مصالح مهندسی کارآمد مورد استفاده انسان بوده است،مفهوم خاک مسلح به صورت امروزی نخستین بار توسط یک مهندس فرانسوی به نام هنری ویدال[1] در سال 1966 میلادی مطرح گردید، با بررسی خواص و شرایط خاک نمایان می شود که یکی از ضعف های اصلی خاک، مقاومت کششی پایین آن است و وجود آب نیز این نقطه ضعف را تقویت می کند، ایده ی خاک مسلح در حقیقت راه حلی برای رفع این نقطه ضعف  می باشد؛ به عبارت دیگر اساس سیستم خاک مسلح بر مبنای استفاده از مصالحی درون خاک است که توانایی تحمل تنش های کششی بالایی را دارند به گونه ای که توده خاک مسلح  از گسیختگی بگریزد و یا به عبارت دیگر پایدار باشند. امروزه با توجه به پیشرفت های علوم مهندسی و افزایش روزافزون احداث ابنیه و سازه های پیچیده ، که گاه در مناطق کوهستانی و پر شیب ساخته می شوند، لزوم پایداری شیب های طبیعی و مصنوعی بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است، روش های متعددی جهت پایدار سازی شیب ها وجود دارد که هدف مشترک همه ی این روش ها، افزایش نیروهای مقاوم در برابر نیروهای محرک و در نتیجه افزایش مقدار ضریب اطمینان است. به کارگیری مسلح کننده ها نیروی مقاوم را در توده خاک از طریق تامین نیروی کششی افزایش می دهند و تغییر شکل های افقی را نیز کاهش می دهند، که این دو امر در نهایت منجر به افزایش پایداری کلی در سازه های خاکی می شوند.

بیان مسئله

در ساخت و بهره برداری از شیب ها و دیواره های خاکی، مسئله پایداری و بررسی مکانیسم های شکست احتمالی، ملاحظه های اقتصادی و حتی در برخی سازه ها فاجعه ی انسانی بسیار مهم        می باشد، بنابراین شناخت نوع پایداری و ناپایداری در شیروانی ها به جهت تشخیص راه های جلوگیری و مقابله با آن، امری مهم و ارزشمند می باشد. دو روش مهم در تحلیل پایداری شیب ها و شیروانی ها روش های تعادل حدی و عددی است. در این پژوهش با مدل سازی و بررسی دقیق یک شیب با دو زاویه گوناگون در شرایط تحت تراوش بدونمهار و با مهار در خاک های رس و ماسه  با        هر دو روش ذکر و این دو روش با هم مقایسه می شود.

روش تعادل حدی

یکی از روش های تحلیل پایداری شیب ها روش تعادل حدی است، در این روش اولین تحلیل را کولمان در اواخر قرن هجدهم ارائه داده است، در این گونه روش ها فرض اصلی این است که سطحی در امتداد سطح لغزش اختیار می شود (منحنی یا مستوی) معیار گسیختگی مشخصی (مثلاً: موهر –‌ کولمب) حاکم بوده و بخش لغزنده بصورت مجزا و صلب بر سطح گسیختگی جا به جا می شود، آنگاه تمام نیروهای موثر بر لغزندگی و برای جلوگیری از آن در نظر گرفته می شود و با مقایسه مقاومت برشی لازم جهت حفظ پایداری با مقاومت برشی موجود در خاک ضریب ایمنی تعیین می گردد.

در یک روش کاربردی از این گروه که به روش قطعات موسوم است، بخش لغزنده خاک به قطعاتی قائم تقسیم می شود و بررسی تعادل استاتیکی نیروها روی هر قطعه به طور مجزا صورت می گیرد، روش های مبتنی بر تعادل حدی به علت وضوح مفاهیم و سادگی استفاده، کاربردی ترین روش های بررسی پایداری شیب ها می باشند و در دفتر مهندسین مشاور کاربرد وسیع دارند.

روش عددی

 نرم افزارهای مختلفی براساس روش اجزاء محدود یا تفاضل محدود در بازار موجود می باشند از جمله: پلکسیس، فلک، فلک سه بعدی، ژئواسلوپ، یودک، تری دک، سی ای تو و انسیس و … .

 از بین نرم افزارها بنا بر دلایل زیر، روش عددی انتخاب می شود و مورد مطالعه جدی قرار می گیرد:

  • علاوه بر الگوی اصلی خاک، الگوی رفتاری مو هر-کولمب، دارای الگوهای رفتاری الاستیک، الگوی خاک سخت شونده، الگوی خاک نرم و الگوی خاک نرم توأم با خزش را داراست که می توان از هر کدام از آن ها با توجه به نوع خاک و رفتارهای گوناگون از آن استفاده کرد.
  • از نظر تعداد درجات آزادی برای الگوکردن سیستم خاک مسلح این نرم افزار با محدودیت خاصی مواجه نمی شود.

تعداد صفحه :151

قیمت : یازده هزار و دویست تومان

 

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- در صورتی که به خرید آنلاین اعتماد ندارید می توانید ایمیل خودتان و عنوان فایل در خواستی را به شماره 09309714541 پیامک کنید تا ابتدا ما فایل را برای شما بفرستیم و شما بعدا هزینه را کارت به کارت کنید.

مطالب مشابه را هم ببینید