عنوان پایان‌نامه
مدلسازی اندرکنش پوشش بتنی تونل و زمین با در نظر گرفتن رفتار تابع زمان پوشش و توده پیرامون آن با استفاده از روش فنرهای پیش فشرده
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2078;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69257
- تاریخ دفاع
- ۱۳ بهمن ۱۳۹۳
- دانشجو
- مهرداد محزون کاشانی
- چکیده
- در روش تونلسازی به روش نوین اتریشی (NATM) و در جریان پیشروی حفاری و اجرای تونل ها و همچنین پس از آن، با استفاده از نتایج ابزار دقیق و رفتارسنجی می توان میزان همگرایی پوشش موقت و نیروهای وارد بر سازه را کنترل کرد و از این طریق میتوان میزان واقعی پارامترهای ژئوتکنیکی را با استفاده از روش تحلیل برگشتی تعیین کرد. در پروژه های معمولی از رفتار تابع زمان بتن در تحلیلهای برگشتی صرفنظر میکنند، در حالی که بتن پوشش تونل تابع زمان است، به طوری که میدانیم سختی آن پس از نصب و در طول حفاری افزایش مییابد، بعد از حفاری و گذشت زمان تحت تاثیر خزش قرار میگیرد و با توجه به شرایط محیطی دچار افت میگردد. از طرف دیگر رفتار تابع زمان زمین هم میتواند در رفتارسنجی نقش مهمی ایفا کند. این رفتار در سنگهایی مانند زغال سنگ، شیل، گچ، مارن و سنگهای دارای مواد آلی و همچنین در همه انواع دیگر سنگ ها تحت تنش بالا در تونلهای عمیق میتواند بروز کند. لذا در چنین شرایطی چشم‌پوشی از رفتار تابع زمان میتواند تحلیلهای برگشتی را با خطای قابل ملاحظهای همراه کند. این پدیده در پروژه‌هایی که از نتایج ابزاردقیق به منظور کنترل طراحی و بهینه‌سازی پوشش تونل استفاده میشود، اهمیت خاصی دارد. هدف این رساله تدوین الگوریتمی برای مدلسازی رفتار تابع زمان پوشش بتنی تونل و زمین ویسکوالاستیک پیرامون میباشد. این روش قابلیت مدلسازی رفتار تابع زمان توده زمین را توسط مجموعه‌ای از مدلهای برگر در پیرامون پوشش دارا میباشد. نحوه آنالیز به صورت المانمحدود کرنش مسطح دوبعدی است که در آن روند حفاری با رهاسازی تنشهای اولیه فنرهای پیشفشرده به روش همگرایی- همجواری در مراحل قبل از رسیدن حفاری به مقطع موردنظر، بعد از حفاری و نیز بعد از نصب پوشش، شبیهسازی شده است. نرمافزار Abaqus امکان تلفیق رفتار تابع زمان بتن و زمین را با استفاده از روش فنرهای پیشفشرده فراهم آورد که سهولت و سرعتی نسبی به تحلیل بخشید. در نظر گرفتن اثر زمان برای پوشش بتنی و زمین در مقایسه با حالتی که فقط رفتار تابع زمان بتن و یا زمین را در نظر بگیریم، اختلافهایی را در جهت و یا خلاف جهت ایمنی با توجه به شرایط به وجود میآورد.
- Abstract
- Abstract In New Austrian Tunneling Method (NATM) and during tunnel advance and after that, convergence of lining and applied forces to the structure can be monitored by instrumentation so that exact geotechnical properties can be obtained using back analysis. Time dependent behavior of concrete may be ignored during back analysis, however the concrete is time dependent in a way that hardening, shrinkage and creep occurs in it after construction. Time dependent behavior of ground may play an important role in monitoring. This behavior could be observed in grounds such as shale, chalk, marl and organic rocks and also in all rocks exposed to high stresses in deep tunnels. In such cases ignoring this behavior may cause significant errors in back analysis. This phenomenon is important in projects using result of instrumentation and monitoring for design control and optimization. The purpose of this thesis is to develop a simple algorithm for modeling time dependent behavior of concrete lining and viscoelastic behavior of surrounding ground. This method is able to model time dependent behavior of ground by using burger elements around the lining. The analysis is 2D plain strain, in which excavation would be simulated by reducing and releasing initial stresses in prestressed burger’s elements based on convergence-confinement method in steps of excavation. Abaqus program is able to consider both time dependent behavior of ground and concrete with simple and fast analysis using PreStressed Springs method. Considering time dependent behavior of concrete and ground simultaneously in comparison with cases which one of these is ignored, may cause errors. Keywords: tunnel, prestressed springs, time dependent behavior, creep, shrinkage, hardening, burger’s model The purpose of this thesis is to develop a simple algorithm for modeling time dependent behavior of concrete lining and viscoelastic behavior of surrounding ground. This method is able to model time dependent behavior of ground by using burger elements around the lining. The analysis is 2D plain strain, in which excavation would be simulated by reducing and releasing initial stresses in prestressed burger’s elements based on convergence-confinement method in steps of excavation. Abaqus program is able to consider both time dependent behavior of ground and concrete with simple and fast analysis using PreStressed Springs method. Considering time dependent behavior of concrete and ground simultaneously in comparison with cases which one of these is ignored, may cause errors.
