id: plusfair

search bot: efileyabbot

email: web.plusfa[at]gmail.com

plusfa.ir
دانلود مقاله آنالیز و تجزیه و تحلیل از اندركنش خاك و شمع

دانلود مقاله آنالیز و تجزیه و تحلیل از اندركنش خاك و شمع

 این فایل در مورد دانلود مقاله آنالیز و تجزیه و تحلیل از اندركنش خاك و شمع و هم اکنون در فروشگاه 7maghale موجود می باشد.
  دسته بندی: کتاب ، جزوه
 وب سایت:فایل سل
 قیمت:4,700
اشتراک گذاری:

Facebook

Twitter

Google+

linkedin

نوشته توسط Yasser A. Khodair & Sophia hassiotis
معاون تحقيقاتي، بخش حقوقي، مهندسي اقيانوس و محيط، موسسه تكنولوژي Stevens، N.J. Hoboken
دانشيار، بخش حقوقي (مدني)، مهندسي اقيانوس و محيط، موسسه تكولوژي Stevens، N.J. Hoboken

چكيده
يك مدل سه بعدي و محدود غيرخطي (FE) براي مطالعه فشار روي شمع اثر متقابل شمع و خاك در جاده Scotch و يك پل انتهايي يكپارچه كه در منطقه Trenton در New Jersey مدل‌سازي شد. مدل FE به ترتيب براي شمع و خاك و شامل عناصر زنجيره‌اي خاك همراه با مواد داراي خاصيت غيرخطي مي‌باشد. بررسي اثر متقابل خاك زيربنا در آناليز و طرح پل انتهايي يكپارچه همواره با مشكلاتي مواجه بوده است. هدف اين مقاله، مطالعه مكانيزم اثر متقابل خاك و شمع و تاثيرات انقباضات و انبساطات حرارتي روي دگرديسي جانبي مستقيم خاك و شمع (استوانه‌اي فولادي آبكاري شده و پرشده با ماسه) مي‌باشد. در زيرساختار پل به طور كامل از ابزارهاي فشاري استفاده شد. جابجايي‌هاي القا شده توسط تغييرات دمايي، براي شمع‌ها مورد استفاده قرار گرفت و نتايج EF، با استفاده از داده‌هاي آزمايشي و راه‌حل‌هاي تفاضلي محدود، مورد مقايسه قرار گرفت. مدل EF نتايج موثقي را فراهم آورد.

مقدمه
در اين مقاله يك مدل سه بعدي و محدود غيرخطي (FE)، از جاده Scotch و پل انتهايي يكپارچه واقع در منطقه Trenton در New Jersey ارائه شده است. پل در طي ساخت ابزارسازي شد و اطلاعات آزمايشي به منظور بررسي مدل FE مورد استفاده قرار گرفت. در اينجا مدل و نمونه به منظور مطالعه ساختار و نمونه مورد استفاده قرار گرفت و اين مدل شامل پايه انتهايي مي‌باشد كه توسط يك تك رديف از شمع‌ها نگهداشته شده است.
رفتار شمع‌ها به طور گسترده با استفاده از هر دو تست‌هاي آزمايشگاهي و مطالعات نظري مورد بررسي و مطالعه قرار گرفت. يك بررسي جامع از چنين تحقيقاتي را مي‌توانيم در تحقيقات Stewart و همكاران (1994) پيدا كنيم. هر دوي روش‌هاي مباني محدود منفرد، سيستم معمولاً به عنوان يك فونداسيون Winkler مورد آناليز قرار مي‌گيرد كه در آن خاك همانند فنرهاي قابل ارتجاع (Broms et al. 1987) يا يك سري فنرهاي غيرخطي (Byrne et al, 1984; Rajashree et al. 2001) نشان داده مي‌شود.
مدل EF شامل 3 پيكربندي مختف شمع مي‌باشد:
1. شمع‌‌هاي منفرد با مقاطع دايره‌وار در يك لايه گسترده و بزرگ از شن و ماسه؛
2. شمع‌هاي HP در يك لايه گسترده و بزرگ از شن و ماسه؛
3. شمع‌هاي HP محاط شده در يك لايه از شن و ماسه محصور درون استوانه‌هاي فولادي آبكار شده چين‌دار 6/0 متري.
نتايج مدل FE همچنين با نتايج بدست آمده از كد تفاضلي محدود 4/0 L. pile مقايسه مي‌شود (Reese et al. 2000).

مدل مباني محدود
اثر متقابل شمع‌هاي غيرخطي با استفاده از نرم‌افزار محدود ABAGUS استاندارد، در مدل مباني محدود و سه بعدي استفاده مي‌شود (Habbit Karlson & Sorenson inc. 2002) زيرساختار جاده Scotch و پل انتهايي يكپارچه از استوانه‌هاي فولادي 152*360 Hp 19 تشكيل شده است كه در ديواره‌هاي جناحي به منظور اطمينان از انتقال لحظه‌اي كامل محاط شده‌اند (شكل 1).
اولين شمعي كه كار گذاشته مي‌شود، درون حفره‌ها و سوراخ‌هاي پيش تعيين شده نصب شده و پس از آن تا 60% طول شمع معادل 62/7متر (25 فوت) كل طول شمع با شن و ماسه سفت شده. فاصله بين شمع و استوانه‌ها، به منظور آسان كردن حركت شمع‌ها در زمان تمايل به بارهاي جانبي انتقال يافته از روساختار، با شن و ماسه پر شد. شمع‌ها طوري قرار داده شده‌اند كه به منظور افزايش انعطاف‌پذيري شمع‌ها، در اطراف تيرهاي سست، خميدگي رخ مي‌دهد. سنگ‌هاي خرد شده سفت شده و فشرده شده به عنوان موادي در بين شمع‌ها و نزديك به ديوارهاي جناحي استفاده شد.
هر شمع با استفاده از 3000 مباني و عناصر زنجيره‌اي 8 گره‌اي ساخته شد. شرايط و وضعيت مرزي در بالاي شمع تضمين كننده انتقال شديد مي‌باشد. حركت اجزاي صلب از طريق اتصال گره‌ها به يك سطح سفت و محكم انجام شد و اين به منظور اطمينان از شيب صفر موجود در بالاي شمع مي‌باشد. در نتيجه آن تحكيم و تثبيت كامل شمع‌ها در ديوارهاي جناحي اتفاق مي‌افتد. عكس‌العمل و واكنش غيرخطي خاك همچنين با استفاده از 7000 عنصر زنجيره‌اي جامد طراحي شد. شكل 5-3 يك منظره كلي از شبكه FE را نشان مي‌دهد كه براي 3 مدل درنظر گرفته شد.

اثر متقابل بين شن و ماسه و شمع
با تعيين عملكرد تمام نرمال و تانژانتي در مدل مباني محدود، طراحي و ساخته شد.
در هر مدل، دو وضعيت و شرايط سرحدي اعمال شده كه با همه درجات آزادي مربوط به گره‌ها در زير عمق 17 فوتي از بالاي شمع و از ستون‌هاي قرار داده شده در امتداد پيرامون استوانه شن و ماسه كه نشان دهنده سنگ‌هاي خرد شده بكار رفته براي پر كردن آنها مي‌باشد (شكل 3) انطباق دارد.
يك مورد در رابطه با بار كه نگراني اصلي در پل‌هاي جناحي همگن و يكپارچه مي‌باشد، وجود دارد و شامل بارگيري مربوط به انبساط حرارتي مي‌باشد. يك جابجايي ماكزيمم 0254/0 متري (1 اينچي) به نام وضعيت سرحدي و مرزي جابجايي در راس شمع‌ها بكار رفته است. براي يك شمع فولادي نمونه، فرض مي‌شود كه مواد شمع به طور كامل داراي خاصيت الاستيكي و ارتجاعي مي‌باشد. خاك با مدل سخت شونده كششي بر اساس معيار گسيختگي موهر ـ كلمب كه توسط معادله زير تعريف مي‌شود، ساخته و طراحي مي‌شوند.

در اين معادله و به ترتيب فشارهاي اصلي كمتر و بيشتر مي‌باشد و C انسجام موثر خاك و همان مقدار جريان و زاويه اصطكاك داخلي خاك است.
پارامترهاي مدل
فرض شد كه شن و ماسه اطراف شمع با زاويه اصطكاك داخي (30 تا 38) از حالت سست به حالت فشرده و سفت تغيير مي‌كند. ضريب يانگ براي شن و ماسه در امتداد شمع، بين 27000 تا kN/m69000 تغيير كرد. فرض شد كه ضريب قابليت ارتجاعي شمع‌هاي فولادي 8 10×2 مي‌باشد و يك فشار بازدهي و قابل انعطاف kN/m2750/344 استفاده شد.

شكل 1: جزئيات كامل جاده Scotch و پل يكپارچه

شكل 2: نصب قالب‌هاي شمع HP كه درون آن با سنگ‌هاي ريز له شده فشرده پر مي‌شود.

شكل 3: مدل مباني محدود شمع با مقطع دايره‌اي در يك لايه گسترده تكي از شن

شكل 4: مدل مباني محدود از شمع HP، 152×360 در يك لايه تكي گسترده از شن

شكل 5: مدل مباني محدود از شمع HP، 152×360 كه درون لوله مانندي از شن قرار دارد.

شيوه تدريجي
سه شمع با استفاده از گيرنده‌هاي كششي مقاوم الكتريكي در 3 ارتفاع مختلف در امتداد عمق شمع‌ها قرار داده شد. گيرنده‌هاي كششي در لبه‌ها و برجستگي‌هاي شمع‌هاي HP با استفاده از چسب‌هايي به منظور قرار گرفتن كشش‌هاي ماكزيمم القا شده در زماني كه شمع‌ها متمايل به بارهاي حرارتي هستند، نصب شدند (شكل 6).
سيم‌ها و مفتول‌هاي گيرنده‌هاي كششي درون كابل‌هايي جمع‌آوري شده‌اند و براي حفظ و نگهداري درون لوله‌هاي پلاستيكي مهار شده‌اند (شكل 7). اطلاعات كششي القا شده حرارتي، طي 24 ساعت در فواصل زماني مختلف ثبت شده‌اند. اطلاعات ثبت شده طوري برنامه‌ريزي شد كه در هر ساعت در راس ساعت اتفاق بيافتد.
نتايج
يك جابجايي جناحي الاستيك و جذب كننده با بزرگي (1 اينچ) در راس شمع استفاده شد كه معادل جابجايي ماكزيمم انتقال يافته از روساختار به بالاي شمع در زماني كه پل در معرض انبساطات و انقباضات حرارتي قرار مي‌گيرد، مي‌باشد. شكل‌هاي 7 و 8 نشان دهنده شكل بيش از حد خميده و كج شده شمع به ترتيب براي بخش‌هاي H و دايره‌اي مي‌باشد. شن و ماسه موجود در بالاي شمع در سست‌ترين وضعيتش مي‌باشد. با وجود اين شن و ماسه در امتداد عمق شمع متراكم مي‌شود و از اين رو مقاومت خاك افزايش مي‌يابد كه مقادير جابجايي‌هاي گره‌اي را كاهش مي‌دهد و علامت شيب منحني خميدگي را برعكس مي‌كند. شكل‌هاي 10 و 11 تشريح كننده دگرديسي بيش از حد شن و ماسه در زماني كه بار جناحي در راس شمع بكار مي‌رود، مي‌باشند.
در زماني كه عرشه و كف پل گسترش مي‌يايد و وسعت پيدا مي‌كند، كجي پشت شمع كاهش مي‌يابد، در حالي كه كجي جلوي شمع افزايش مي‌يابد و منجر به يك مقاومت خالص در برابر بار بكار رفته مي‌شود. يك روش مشابه براي خاك در پشت ديوارهاي جناحي اتفاق مي‌افتد و فشارهاي جانبي خاك به سبب بارگيري انقباضي و انبساطي حرارتي از حالت فعال (حركت خاك به سمت بيرون و در جهت عرشه و كف) به حال غيرفعال (حركت خاك به سمت قطعه نزديك و مجاور) تغيير مي‌كند.

شكل 6: ساخت وسيله اندازه‌گيري كشش و فشار در شمع‌هاي HP در جاده Scotch

شكل 7: چگونگي سيم‌كشي و مرتب كردن سيم‌ها در وسيله اندازه‌گيري كشش و فشار الكتريكي

شكل 8: كج شدن شمع‌هاي استوانه‌اي در اثر تنش‌ها حرارتي

شكل 9: كج شدن شمع‌هاي HP در اثر تنش‌هاي حرارتي

شكل 10: از بين رفتن ماسه و شمع استوانه‌اي در اثر تنش‌هاي حرارتي

شكل 11: از بين رفتن ماسه و شمع HP در اثر تنش‌هاي حرارتي
در شكل 12، دو جابجايي در امتداد عمق شمع كه از مدل مباني محدود بدست آمده و Lpile را به عنوان يك نتيجه از جابجايي 1 اينچي انتقال يافته از روساختار به راس شمع، مقايسه مي‌كنيم. نتايج بدست آمده از مدل مباني محدود به طور مساعد با نتايج بدست آمده از Lpile براي مورد يك مقطع عرض دايره‌اي مقايسه مي‌شود. شكل 13 نشان دهنده توزيع جابجايي در امتداد يك شمع 162×360 HP كه توسط مدل مباني محدود بوجود آمده، مي‌باشد.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله16 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید



قیمت محصول
4,700
مجوز فعالیت
دارد
فروشگاه
7maghale
وب سایت
فایل سل
دسته بندی مطالب
پلاسفا پلاسفا این امکان را فراهم می آورد تا بتوانید راحتتر فایل مورد نظر خود را از وب سایت هایی که دارای مجوز فعالیت هستند پیدا نموده و نسبت به دریافت آن در حداقل زمان ممکن اقدام نمایید. توجه نمایید که مشخصات فروشنده و آدرس فروشگاه فروشنده فایل ذکر گردیده است که می توانید جهت پشتیانی و گفتگو با فروشنده اقدام نمایید.
ارتباط با ما ایمیل:web.plusfa[at]gmail.com
تلگرام:plusfair
تمام حقوق برای پلاسفا محفوظ است و استفاده از مطالب سایت با ذکر منبع بلا مانع است.