عنوان پایان‌نامه
بررسی عددی نشست تحکیمی کیسون های مکشی در محیط دریا
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران-سازه های دریایی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2165;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72472
- تاریخ دفاع
- ۲۸ مرداد ۱۳۹۴
- دانشجو
- محمد تائبی
- چکیده
- تقاضای روزافزون برای استفاده از انرژی پاک و پایدار سبب شده است که پژوهشگران به دنبال یافتن جایگزینی مناسب برای سوخت‌های فسیلی به عنوان یک منبع انرژی باشند. سوخت‌های فسیلی علاوه بر مشکلات زیست محیطی فراوانی که ایجاد می‌کنند، ذخایری رو به پایان میباشند. از این رو، کشورهای صنعتی جهان به دنبال افزایش سهم انرژی‌های جایگزین و تجدیدپذیر در مصرف انرژی خود هستند که بخش عمده‌ای از آن مربوط به بهره‌گیری از انرژی باد از طریق توربین‌های فراساحلی می‌باشد. یکی از سیستم‌های نوین مورد استفاده در پی این توربین‌ها، کیسون‌های مکشی می‌باشد. کیسون‌های مکشی لوله‌های فولادی یا بتنی میباشند که به کمک وزن خود سازه کیسون و اعمال فشار رو به پایین درون بستر دریا فرو می‌روند. یکی از مسائل مهم در طراحی کیسون‌های مکشی علاوه بر میزان ظرفیت باربری، بررسی میزان نشست نهایی آنها می‌باشد. ارزیابی میزان دقیق نشست تحکیمی در کیسون‌های مکشی امری نسبتا پیچیده می‌باشد. پارامترهای گوناگونی، از جمله خصوصیات خاک بستر و تغییرات حجم خاک در پروسه نصب تاثیرگذار میباشند. مقاومت خاک و سختی آن درحین قرارگیری و نصب کیسون در مرحله‌ای که نفوذ توسط وزن خود کیسون صورت می‌گیرد و در مرحله‌ای که نفوذ بر اثر اعمال فشار منفی یا مکش انجام می‌گیرد، پیوسته تغییر می‌نماید. لازم به ذکر است که در چندین پروژه نصب کیسون در نواحی دریایی، میزان نهایی نشست تحکیمی به عنوان معیار طراحی بحرانی شناسایی شده است. در این پایان‌نامه به کمک تحلیل‌های اجزا محدود ابتدا به بررسی میزان نشست در حالات بارگذاری گوناگون پرداخته می‌شود. سپس میزان نشست تحکیمی به کمک میزان نشست آنی و نشست کل محاسبه می‌گردد. همچنین تاثیر پارامترهای خاک از جمله ضریب چسبندگی، زاویه اصطکاک و ضریب نفوذپذیری بررسی می‌گردد. در انتها نیز مقادیر حاصله به کمک راستی‌آزمایی با سایر پژوهش‌های مشابه و یا روابط تئوری در صورت وجود، مقایسه می‌گردد.
- Abstract
- Consolidation settlement analysis is a necessary part of the design process for suction caissons. However it is a complex task since soil volume important for settlement analyses is mainly affected by the installation process. Consolidation settlements have been found to be the critical design criterion in several particular subsea projects. Therefore performing adequate and comprehensive analysis seems inevitable. The finite element method (FEM) has been used to consider the consolidation process after completed installation of the suction caisson. Adequate modeling of the changes in the interface zones adjacent to the caisson walls during consolidation is vital for correct prediction of long term settlements. Modeled soil properties have huge impact on the analysis results due to different mobilization of the surrounding soil. Appropriate evaluation of soil structure interaction is essential to assess the reliability of the analysis. The results were found to be reasonable with respect to final consolidation settlements and development of mobilized shear strength with time.
