عنوان پایان‌نامه
تحلیل سه بعدی نیروی رانش محرک دیوارهای نگهبان به روش آنالیز حدی مرز بالا
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 50822;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1588
- تاریخ دفاع
- ۲۲ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- محمود شفیعی
- چکیده
- تحلیل نیروی رانش وارد بر دیوارهای حائلازمدتها قبل مورد بررسی مهندسانژئوتکنیک قرار گرفته است که در حال حاضر غالبا با فرض کرنش صفحه ای و به صورت دو بعدی انجام می گیرد. فرض دوبعدی بودن عملا در بسیاری از شرایط دور از واقعیت است و لزوم تحلیل سه بعدی در این حالات کاملا محسوس است. تحلیل نیروی رانش معمولا با روش هایی که در آنها رفتار خاک به صورت صلب خمیری در نظر گرفته می شود صورت می پذیرد. این روش ها که به روش های حدی موسوم می باشند عمدتا به دو گروه تعادل حدی و تحلیل حدی تقسیم می شوند. روشی که در این تحقیق از آن استفاده می شود، روش تحلیل حدی مرز بالا می باشد، که از روشی توانمند در حل مسائل پایداری در مکانیک خاک به شمار می رود. در سالهای اخیر ، برخی از محققان روش هایی را جهت تحلیل سه بعدی نیروی رانش خاک ارائه کرده اند. بررسی سه بعدی سوبرا و همکاران (Soubra et. al)از جمله تحلیل های ارائه شده با استفاده از روش تحلیل حدی (مرز بالا) می باشد. سوبرا و همکاران در سال 2000 با استفاده از مکانیسم گسیختگی متشکل از بلوک های صلب ، نیروی رانش مقاوم خاک را در خاک های چسبنده با فشار سربار گسترده احتمالی مورد بررسی قرار دادند. همچنین در سال 2006 ویسنته دا سیلوا و همکاران (M. Vicente da silva and et. al)با استفاده از روش عددی مبتنی بر پایه روش تحلیل حدی به بررسی نیروی رانش محرک در حالت سه بعدی و در خاک های غیر چسبنده پرداختند. در سال 1378 پایداری سه بعدی شیروانی ها تحت اثر بار متمرکز در دانشکده فنی دانشگاه تهران توسط فرج اله عسکری تحت عنوان برنامه TRASS و در قالب رساله دکتری مورد بررسی قرار گرفت. مکانیسم گسیختگی در آن تحقیق متشکل از بلوک های صلب با حرکت لغزشی می باشد. در ادامه مجموعه تحقیقات انجام شده در دانشکده فنی در زمینه تحلیل سه بعدی پایداری شیروانی ها به روش تحلیل حدی مرز بالا ، هدف رساله حاضر ، تحلیل سه بعدی نیروی رانش محرک به روش آنالیز حدی در خاک های چسبنده با سربار گسترده احتمالی و تعمیم آن به حالت دینامیکی می باشد. با توجه به اینکه با رعایت شرط نرمالیته در روش مرز بالا ، مکانیسم های انتقالی ناپایداری از محل بار متمرکز تا دامنه شیروانی میل به باز شدگی ( اتساع ) داشته و بدین جهت جوابهای بزرگتری را بدست می دهند، در این تحقیق ، با تغییر آخرین بلوک مکانیسم گسیختگی ، از شکل منشور به مخروط، بهبود نتایج مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا فرمولاسیون برنامه TRASSجهت محاسبه نیروی رانش محرک اصلاح گردید. آنگاه با استفاده از ترکیب و تعمیم مکانیسم های گسیختگی روش سوبرا و همکاران و برنامه TRASS برنامه جدیدی ارائه شده که تحلیل سه بعدی نیروی رانش محرک در حالات استاتیکی و دینامیکی ، را میسر ساخته است. همچنین با استفاده از برنامه حاضر می توان به تحلیل نیروی رانش محرک در زمان بعد از وقوع ترک کششی پرداخت. نتایج این تحقیق در هفت فصل به شرح ذیل تدوین شده است: در فصل اول، تاریخچه کاربرد روشهای حدی و نیز برخی از مهمترین مبانی مبحث فشار جانبی خاک و دیوارهای حائل ارائه شده است. در فصل دوم، مبانی روش تحلیل حدی و قضایای مرز بالا و مرز پایین به اختصار بیان شده است. در فصل سوم به بررسی کارهای انجام یافته توسط محققان در زمینه تحلیل فشار جانبی خاک در حالت های دو بعدی و سه بعدی پرداخته شده است. در فصل چهارم، فرمول بندی تحقیق حاضر و همچنین الگوریتم مورد استفاده جهت تحلیل نیروی رانش محرک و همچنین مکانیسم گسیختگی مورد استفاده شرح داده شده است.در فصل پنجم، نتایج حاصل از این الگوریتم با نتایج دیگر محققان مقایسه شده اند. فصل ششم به نتایج بدست آمده از این الگوریتم در قالب نمودارهای کاربردی اختصاص یافته و در فصل هفتم جمع بندی، نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات جهت ادامه تحقیق در این زمینه آمده است.
- Abstract
- The problem of the active earth pressures acting on rigidretaining walls has been widely studied in the literature. Mostof the research effort has concentrated on a refinement of 2Danalyses with little attention given to 3D aspects. In this paper, the 3D nature of the active earth pressureproblem is investigated by the upper-bound method of thelimit analysis theory. The analysis considers the general case of a frictional and cohesive (c,?) soil subjected to a vertical surcharge loading q acting on the ground surface. This approach is based on the kinematical method of the limit analysis theory. A three-dimensional kinematically admissible failure mechanism, composed of a some rigid block is proposed. The numerical results so obtained show the influence of the different geometrical and mechanical characteristics on the three-dimensional active earth pressures.
