پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود

word
151
2 MB
31467
1390
کارشناسی ارشد
قیمت: ۱۵,۱۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود

    پایان نامه‌ی کارشناسی ارشد رشته‌ی مهندسی عمران گرایش خاک و پی

    امروزه، با توجه به پیشرفت صنعت تونل سازی، نیاز به آنالیز و طراحی سازه­ های زیر زمینی در محیط­ های سنگی بیشتر از گذشته احساس می­گردد. اگرچه نرم افزار­های عددی و کاربردی زیادی در این زمینه موجود هستند اما هیچ یک در تمام زمینه­ها کامل و بی نقص نمی­باشد و هر یک در محیط و شرایطی خاص بهترین کاربرد را دارا می­باشند. در نتیجه برنامه نویسی در این زمینه قابل توجیه است. در این پایان نامه با استفاده از روش اجزای محدود و MATLAB، اقدام به برنامه نویسی و ایجاد نرم افزار می­کنیم. در اولین گام با استفاده از بحث رگرسیون خطی بهترین ضرایب برای نمونه سنگ مورد نظر انتخاب می­گردد. با استفاده از این نرم افزار مقایسه­ای بین نواحی گسیختگی اطراف تونل دایره­ای در محیط الاستیک و الاستو پلاستیک دو بعدی تحت دو معیار بنیاوسکی و هوک-براون انجام یافته است. این نرم­افزار قابلیت ترسیم نواحی گسیختگی اطراف تونل و محاسبه تنش­ها و کرنش­ها در تمامی نقاط را دارد. در پایان نتایج حاصله ناشی از تحلیل الاستیک با نتایج تحلیلی ناشی از روابط کرش و نتایج حاصله از تحلیل الاستو پلاستیک با نتایج نرم افزار ADINA مقایسه گردیده است. با مقایسه نتایج حاصله دقت نرم افزار ایجادشده را ارزیابی کرده و نزدیک­تر بودن نتایج حاصل از تحلیل هوک-براون با نتایج تحلیلی، قابل نتیجه­گیری می­باشد.

     

    فصل اول

    مقدمه

    1-1- پیش گفتار:

     امروزه علم مکانیک سنگ و مهندسی سازه­های زیرزمینی از مهمترین شاخه­های مهندسی ژئوتکنیک گردیده است.گواه این ادعا گسترش روز افزون نرم افزار­های تحلیل سازه­های زیر زمینی و شیب­های سنگی می­باشد. مهمترین خواسته یک طراح تونل در تحلیل سازه­های زیر زمینی بدست آوردن ناحیه­ی گسیختگی، تنش و تغییر مکان در نقاط مختلف اطراف این سازه می­باشد. این نتایج بسیار حیاتی می­باشند. با استفاده از این نتایج می­توان مناطقی که نیاز به تقویت دارد را تعیین نمود. گرچه راه حل­های دقیق زیادی برای تحلیل محیط­های سنگی تاکنون ارائه شده است اما با توجه به محدودیت­های روش­های تحلیلی در مدل کردن محیط­هایی با رفتار الاستو پلاستیک، ناهمگن، غیر ایزوتروپ، شرایط مرزی پیچیده، اشکال پیچیده تونل و... علاقه به استفاده از روش­های عددی روز به روز گسترش یافته است. از میان تمام روش­های عددی روش اجزای محدود[1] به دلیل سادگی و انعطاف­پذیری بیشتر، بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

    گرچه در اکثر تحقیقات انجام یافته، رفتار سنگ را الاستیک خطی در نظر می­گیرند اما آزمایشات مقاومت سه محوری نشان می­دهند که رفتار اکثر سنگ­ها الاستو پلاستیک غیر خطی می­باشد. با توجه به توانایی روش اجزای محدود، مدل کردن گسیختگی این رفتار کار مشکلی به نظر نمی­رسد. علاوه بر روش

     

    تحلیل، معیار مورد استفاده برای تحلیل نیز بسیار مهم است. معیار گسیختگی باید بتواند به خوبی رفتار محیط سنگی در شرایط مختلف بارگذاری را مدل کند. معیار­های تجربی زیادی تاکنون ارائه گردیده است اما مهمترین و اجرایی­ترین آنها، معیار هوک-براون[2] و معیار بنیاوسکی[3] می­باشد که هر دو در کار­های اجرایی کاربرد فراوان دارند.

    امروزه نرم­افزار­های زیادی در مورد تحلیل فضاهای زیر زمینی وجود دارد که هر یک متکی بر یک روش تحلیلی یا عددی می­باشند. اما با تمام تفاسیرهیچ نرم افزار مشخصی را نمی­شود پیدا کرد که به طور جامع و کامل بتواند تمام خواسته­های یک مهندس تونل را برآورده کند. این خواسته­­ها شامل

    1- ترسیم نواحی گسیختگی اطراف تونل به صورت مشخص و واضح

    2- پوشش دادن تمامی معیار­های موجود اعم از تئوری و تجربی

    3- مدل کردن تمامی مدل­های رفتاری اعم از الاستیک خطی، الاستو پلاستیک غیر خطی، الاستیک غیر خطی..

    4- مدل کردن رفتاری محیط­های سنگی ناهمگن، غیر ایزوترپ،درزه­دارو..

    5- تاثیر  المان­های تقویت­کننده مانند راک­بولت و طراحی پوشش محافظ داخلی

    منظور نگارنده از ارائه این بحث آن است که هیچ نرم افزار جامع و کاملی که بتواند تمامی ملاک­های مورد نیاز برای همه نوع تحلیل را داشته باشد، یافت نمی­شود. در نتیجه با تمامی این امکانات هنوز برنامه نویسی در بحث تونل و شیب­های سنگی،برای اهداف خاصی که نرم­افزار­ قادر به پوشش آن نیست، فراوان انجام می­شود.

    در این پژوهش اهداف چندی مد­نظر می­باشد که عبارتند از

    1-­­ مقایسه ­ی ترسیمی بین نواحی گسیختگی یک سازه­ی زیر زمینی در شرایط بارگذاری یکسان، تحت دو معیار هوک-براون وبنیاوسکی در یک محیط سنگی با رفتار الاستیک؛ ومقایسه­ی آن با جواب­های تحلیلی ارئه شده

    2-­ تاثیر بار ­برشی بر نواحی گسیختگی اطراف تونل

    3-­ ارائه مدل رفتاری الاستو پلاستیک غیر خطی با معیار هوک و براون و مقایسه­ی نتایج آن با یکی از نرم افزار­های تجاری

    (تصاویر در فایل اصلی موجود است)

    قابل ذکر است که کلیه­ی مراحل برنامه نویسی در محیط متلب[4] انجام یافته است.

    1-2- مروری بر تحقیقات انجام شده:

    به جرات می­توان گفت شرح مختصری از پژوهش­های انجام یافته بر روی سازه­های زیر زمینی با رویکرد اجزای محدود،خود در حد چندین پژوهش کار و زمان می­طلبد. به هر حال در این فصل سعی خواهیم کرد به خلاصه­ای از این پژوهش­ها و نتایج آنها اشاره کنیم.

    در سال 2002 در پژوهشی که توسط سین[5] وهمکاران انجام یافته بود تحلیلی با رویکرد روش اجزای محدود  بر روی تونل کوینا[6] در هند انجام دادند]1[. آنها مدلی ناشی از چندین فضای زیر زمینی، مطابق شکل 1-1را هم به صورت 2 بعدی و هم 3 بعدی در محیطی ناهمگن مدل کردند وتوزیع تنش و تغییر مکانهای اطراف تونل را بدست آوردند وآنها را با نتایج حاصله در محل مقایسه کردند. آنها محیط حاصل را ناشی از 23 نوع سنگ با خواص مقاومتی متفاوت در نظر گرفتند. تعدادی از آنها رفتار الاستیک و تعدادی از آنها رفتار الاستو پلاستیک دراکرپراگر داشتند. آنها این تحلیل را توسط نرم­افزار سولویا[7] که توسط گروه مهندسی سولویا در سوئد ایجاد شده است، انجام دادند. این نرم افزار بر پایه روش المان محدود می­باشد و برای کلیه رفتار­های الاستیک غیر خطی و الاستو پلاستیک دراکر-پراگر برای سنگ و بتن قابل کاربرد است. در این پایان­نامه یکسری شاخص­هایی برای اندازه­گیری تغییر مکان و تنش در اطراف فضاهای موجود نصب گردیدند و از طریق آنها تنش و تغییر مکان­های واقعی در مکان­های خاصی از این محیط را بدست آوردند. نتایج حاصل گویای این واقعیت است که تحلیل 3 بعدی از لحاظ دقت به مقادیر واقعی نزدیک­تر است ولی نتایج تحلیل 2 بعدی محافظه­کارانه­تر است.

     

    در سال 1993 پژوهشی توسط فاما[8]، دانکن[9] وهمکاران انجام یافت]2[. در این پژوهش سازه­ی زیر زمینی  در محیط­های ناهمگن سنگی(البته از نوع لایه­بندی شده افقی) مورد تحلیل قرارگرفته است. اساس کار استفاده از تئوری کاسرات[10] می­باشد. در این تئوری با یکسری فرض­های ساده­کننده محیط لایه­بندی شده سنگی، تبدیل به یک محیط همگن می­شود وسپس توسط روش­اجزای محدود مورد تحلیل قرار می­گیرد. نتایج حاصله نشان ازهمگرایی بسیار نزدیکتر و دقیق­تر، به جواب­های تحلیلی دارند.

    در سال 2008 سلیم بنسهمدی[11] و همکاران در یک پژوهش قسمتی از یک اتاقک زیر زمینی را تحلیل کردند]3[. در این پژوهش به دلیل تقارن شکل فقط نیمی از آنرا تحلیل کردند و نتیجه حاصله به صورت شکل1-2 درآمد. تحلیل این نمونه بسیار شبیه به تحلیل پایه­های سنگی زیر زمینی است. رفتار مصالح سنگی غیر خطی به صورت نرم شونده[12] در نظر گرفته شد. با استفاده از تحلیل روش اجزای محدود غیر خطی و معیار موهر کلمب، منطقه پلاستیک در اطراف فضای زیر زمینی با ترسیم نقاط گوس تسلیم شده، بدست آمد. همانطور که در شکل 1-2 نشان داده شده است ناحیه پلاستیک اطراف تونل توسط ترسیم نقاط گوس تسلیم یافته نشان داده شده است. در قسمتی دیگر از این پژوهش محیط را در سه حالت ناهمگن مختلف تحلیل کردند و تاثیر ناهمگنی­های مختلف را در توسعه منطقه پلاستیک، بدست آوردند. در قسمتی دیگر مقایسه­ای بین ناحیه گسیختگی در رفتار  الاستیک و ناحیه پلاستیک در حالت رفتار الاستو پلاستیک انجام شد، نتیجه حاصله نشان از دقت بیشتر تحلیل الاستو پلاستیک و نزدیکی بیشتر تنش­ها و تغییر مکان­های حاصله با نتایج اندازه­گیری شده در سایت و محل دارد.

    در قسمتی دیگر از این تحقیق جامع در درصد­های مختلف از بارگذاری نهایی،20، 40، 60، 80 درصد، ناحیه پلاستیک اطراف این ستون سنگی بدست آمده و با هم مقایسه شده است.

    در زمینه­ی تحلیل پلاستیک سنگ، کار­های انجام گرفته در ایران بسیار محدود است. یکی از این محدود پژوهش­ها را مرتضی احمدی و محسن مشاری انجام داده­اند]4[. دراین مقاله تحلیل دو بعدی تنش-کرنش در اطراف سنگ حفریات زیرزمینی درصورتی که محیط اطراف حفریات زیرزمینی نیز تحت بار اعمال شده رفتارالاستو-پلاستیک ازخود نشان دهند، مورد بررسی قرار گرفته است .برای تحلیل تنش در این حالت نرم افزاری به نام برنامه اجزای محدود[13]تهیه شده است که اساس کار آن، روش اجزای محدود است. در این راستا، ابتدا کاربرد روش اجزای محدود برای تحلیل تنش بیان گردیده است و از آن در حل معادلات اساسی مکانیک جامدات ( اصل انرژی پتانسیل کلی) استفاده و روابط نهایی برای تحلیل ارائه شده است. سپس به بیان روابط اساسی پلاستیسیته پرداخته شده ودرنهایت باتلفیق این روابط با عبارات حاصل ازحالت الاستیک،روابطی جهت تحلیل الاستو پلاستیک به شیوه اجزای محدود حاصل شده است. اصلی ترین نتایج حاصله، محاسبه تنشهاوکرنشهادرشرایط الاستوپلاستیک غیرخطی می­باشد.برای بررسی عملکرد برنامه، مثال­های فرضی وکاربردی توسط برنامهFEP تحلیل شده و نتایج حاصل با روش­های دیگر تحلیل تنش موجود، مقایسه گردیده است. در این طرح، مقایسه نتایج با هر دو  نتایج تجربی و عددی انجام شده است. معیار مورد استفاده در این تحقیق هوک- براون می­باشد و از المان 8 نقطه­ای ایزوپارامتریک[14] برای عمل تحلیل استفاده شده است.

    در سال 1997 در یک تحقیق انجام یافته توسط ادهیکاری[15]ودایسکین[16]،مقایسه­ای بین نتایج حاصل از تحلیل عددی و آزمایشگاهی انجام یافت]5[. در این پژوهش یک تونل در محیطی ناهمگن ناشی از سه لایه افقی سنگ نرم، مدل گردید. در این پژوهش فرض را بر این گرفتند که مرز بین لایه­ها مانند درزه، دارای اصطکاک وچسبندگی می­باشد. این مدل تحت اثر نیروی محوری ناشی از سربار عمودی قرار گرفت. و در مکان­های خاصی از سقف آن تغییر مکان­ها تحت بار­های عمودی بدست آمد.روند بارگذاری آنقدر ادامه پیدا کرد تا تونل مورد نظر گسیخته شد.موضوع مهم آن است که در این آزمایش گسیختگی از نقاط میانی سقف تونل آغاز می­گردد. از طرفی این مدل ناهمگن را با استفاده از تئوری برادران کاسرات تحلیل کردند.در این تئوری با استفاده از روابطی، این چند لایه را تبدیل به لایه­ای معادل الاستیک  با ضخامت و مشخصات مکانیکی مشخص کردند. از آنجایی که در واقعیت مرز بین لایه­ها رفتار الاستو پلاستیک دارند، محققین با این فرض که تحلیل عددی در مرز بین لایه­ها باید جوابی متفاوت بدهد، پژوهش خود را ادامه دادند، و در پایان به همین نتیجه نیز رسیدند.

    از دیگر پژوهش­هایی که در آن رفتار الاستو پلاستیک برای سنگ در نظر گرفته شده است توسط شاران[17] در سال 2005 انجام گرفت]6[.در این پژوهش یک تونل دایروی در یک محیط الاستو پلاستیک شکننده، ایزوتروپ و همگن، تحت فشار هیدرواستاتیک وبا استفاده از معیار هوک و براون توسط روش اجزای محدود تحلیل شد و تغییر مکان­های ناشی از تحلیل عددی در مکان­های خاصی از اطراف تونل بدست آمد. این نتایج عددی  با نتایج تحلیلی ناشی از راه حل دقیق ارائه شده توسط هوک و راه حل ارائه شده توسط خود شاران  مقایسه گردیدند.

     

     

     

     

    1-3- تاریخچه تونل سازی و سازه های زیر زمینی:

    احتمالا اولین تونل ها در عصر حجر برای توسعه خانه­ها با انجام حفریات، توسط ساکنان شروع شد. این امر نشانگر این است که آنها در تلاش­هایشان جهت ایجاد حفریات به دنبال راهی برای بهبود شرایط زندگی خود بودند. پیش از تمدن روم باستان، در­روم باستان، مصر، یونان،هند و خاور دور وایتالیای شمالی، تماماً تکنیک­های تونلسازی دستی مورد استفاده قرار می­گرفت که در اغلب آنها نیز از فرایند­های مرتبط با آتش برای حفر تونل­های نظامی، انتقال آب و مقبره ها کمک گرفته شده است. در ایران نیز از چند هزار سال پیش به منظور استفاده از آبهای زیر زمینی تونل هایی موسوم به قنات حفر شده است که طول بعضی از آنها به 70 کیلومتر و یا بیشتر نیز می رسد. تعداد قنات ها ی ایران بالغ بر 50000 رشته برآورد شده­است. جالب توجه است که این قنات­های متعدد، طویل و عمیق با وسایل بسیار ابتدایی حفر شده­اند.

    رومی­ها نیز در ساخت قنات و همچنین در حفاری تونل­های راه، پر کار بودند. آنها در ضمن اولین دوربین­های مهندسی اولیه را در جهت کنترل تراز و حفاری تونل به کار بردند.

    اهمیت احداث تونل­ها در دوران­های قدیم، تا بدین جا­ست که کارشناسان، کارهای احداث تونل در آن تمدن­ها را، نشانگر رشد فرهنگ و به ویژه رشد تکنیکی و توان اقتصادی آن جامعه دانسته­اند. تمدن­های اولیه به سرعت، به اهمیت تونل­ها، به عنوان راه­های دسترسی به کانی­ها و مواد طبیعی نظیر سنگ چخماق، به واسطه اهمیتش برای زندگی پی بردند. همچنین کاربرد آنها دامنه گسترده­ای از طاق زدن بر روی قبر­ها تا انتقال آب و یا گذرگاههایی جهت رفت و آمد را شامل می­شد. کاربرد نظامی تونل­ها، به ویژه از جهت بالا بردن توان گریز ویا راههایی جهت یورش به قرارگا­هها و قلعه­های دشمن، از دیگر جنبه­های مهم کاربرد تونل­ها در تمدن­های اولیه بود.

    تونلسازی همزمان با انقلاب صنعتی، به ویژه به منظور حمل و نقل ،  تحرک قابل ملاحظه­ای یافت. تونل­سازی به گسترش و پیشرفت کانال­سازی کمک کرد واین امر در توسعه صنعت  به ویژه در قرون 18 و 19 میلادی در انگلستان سهم بسزایی داشت. کانال­ها یکی از پایه­های انقلاب صنعتی بودند و توانستند در مقیاس بسیار بزرگ، هزینه های حمل و نقل را کاهش دهند. تونل مال پاس با طول 157 متر بر روی کانال دومیدی در جنوب فرانسه، اولین تونلی بود که در دوره های مدرن  در سال 1681 ساخته شد. همچنین اولین تونل ساخته شده با کاربرد حفاری و انفجار باروت بود. در انگلستان، قرن18 نیز جیمز بریندلی از خانواده های مزرعه دار، با نظارت بر طراحی و ساخت بیش از 580 کیلومتر کانال و تعدادی تونل، به عنوان پدر تونل­های کانالی ملقب شد. وی در سال 1759 با ساخت یک کانال به طول 16 کیلومتر مجموعه معدن ذغال دول برید جواتر را به شهر منچسترمتصل نمود. اثر اقتصادی تکمیل این کانال نصف شدن قیمت زغال در شهر و ایجاد یک انحصار برای معدن مذکور بود. در دیگر موارد تونل های زهکشی بزرگ، نظیر تونلی با طول 7 کیلومتر در هیل کارن انگلستان، اهمیت زیادی در توسعه صنعت معدن داشته­اند. البته بررسی تاریخچه پیشرفت در روشها  وتکنیک ها و به عبارتی در هنر تونلسازی، نشانگر این مطلب است که مانند بسیاری دیگر از علوم و فنون بیشتر رشد این هنر در قرن گذشته صورت گرفته وتا حال نیز ادامه دارد.

    هم اکنون کارشناسان در زمینه­های مختلف کاربرد تونل­ها،مزایای متفاوت و گوناگونی را بر می­شمرند.از آن جمله ویلت، استفاده فزاینده فعلی از فضاهای زیر زمینی را به دلایل زیر رو به افزایش دانسته است.

    - تفرق محیط ساختاری به معنای وجود یک حصار و ساختار طبیعی فراگیر

    - عایق سازی با سنگ های فراگیر که دارای ویژگی های عالی عایق­ها می باشند.

    - محدودیت کمتر در احداث سازه های بزرگ به دلیل نیاز کمتر به استفاده از وسایل نگهداری عمده در مقایسه با احداث همان سازه  بر روی سطح زمین.

    کمتر بودن تاثیرات منفی زیست محیطی.

     

    از دیگر مزایای تونل ها در راههای ارتباطی می توان به:

    کوتاهتر شدن مسیرها و افزایش راندمان ترافیکی.

    بهبودمشخصات هندسی مسیر

    جلوگیری از خطرات ریزش کوه و بهمن

    ایمنی بیشتر در برابر زلزله

     

    مثال های متعددی می توان از نقش و تاثیر عمده تونل سازی و پروژه های بزرگ این صنعت از گذشته تا حال ذکر کرد. تونل مشهور مونت بلان دو کشور فرانسه و ایتالیا را به هم متصل می سازد.عملیات ساختمانی آن در سال 1959 آغاز گردید و حفر این تونل  فاصله بین میلان و پاریس را به 304 کیلومتر، کوتاهتر نموده است. از دیگر نمونه­ها کشور فنلاند است که سازه های زیر زمینی را به صورت غار­های عظیم بدون پوشش بتنی، به منظور انبار مواد نفتی مورد استفاده قرار داده و در حال حاضر بیش از 75 انبار نفتی در سراسر کشور فنلاند  با گنجایشی بیش از 10 میلیون متر مکعب ساخته شده است.

    1-4- مروری برتکنیک­های عددی در مکانیک سنگ:

    بحث در مورد روش­های عددی موجود در سنگ بسیار مفصل، پیچیده و دارای جزئیات فراوان است. در این فصل سعی خواهیم داشت مروری بر روش­های عددی در سنگ، اساس تئوری آنها، نقاط ضعف و قوت هر روش و دامنه­ی کاربرد آنها بپردازیم.

    نظر به اینکه مدل­های مکانیکی برای طراحی سازه­های مهندسی سنگی در شرایط مختلف و اهداف متفاوت توسعه پیدا کرده است، و چون تکنیک­های مدل­کردن متفاوت نیز پیشرفت چشم­گیری داشته­اند، ما اکنون یک پهنه­ی وسیعی از روش­های مدل و طراحی را داریم. این روش­ها می­توانند به روش­های مختلف ارائه گردند. یک گروه­بندی در 8 رویکرد بر پایه 4 روش در دو سطح در شکل1-3 نشان داده­شده است. کار طراحی و مدل­کردن با هدف در بالای شکل1-3  آغاز می­گردد. سپس هشت روش مدل کردن در مرکز شکل نشان داده شده­است. 4 ستون نیز روش­های اصلی مدل کردن را نشان می­دهند]7[.

     

    2-D Stress-Srrain Analysis For Underground Excavation in Rock With Non-linear Elasto-Plastic Behaviour With Shear Loading Using FEM

     

    Abstract

    Recently, by noticing to development of tunnel, we need to analyse and design of under ground structures more than past. Although there are a lot of numerical  and  practical software but nothing isn't perfect and anyone is used in especial condition and has best result.so programming is justified in this course. In this thesis by using finite element method and MATLAB,we create a new software.in first step by using linear regression we determine appropriate coefficients for any rock simple. By using this software we compare  failure area around  2-D circular tunnel in elastic and elasto plastic condition for  Benyavsky and Hoek-Brown failure criteria. This software can show failure area around tunnel and determine stress and strain in any place. Finally results of elastic solution compare with kerch solution and elasto plastic result compare with results of ADINA software.with comparsion of results, accuracy of created software is justified and we can find out that hoek-brown failure is closer to analytical solution.

  • فهرست و منابع پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود

    فهرست:

    فصل اول: مقدمه

    1-1- پیش گفتار....................................................................................................................................................................1

    1-2- مروری بر تحقیقات انجام شده ................................................................................................................................3

    1-3- تاریخچه تونل­سازی و سازه­های زیر زمینی............................................................................................................6

    1-4- مروری برتکنیک­های عددی در مکا­نیک سنگ.....................................................................................................8

    1-4-1- روش تفاضل محدود.......................................................................................................................................10

    1-4-2- روش اجزای محدود.......................................................................................................................................12

    1-4-2-1- روش­های مش­بندی.............................................................................................................................14

    1-4-3- روش اجزای مرزی.........................................................................................................................................15

    1-4-4- روش المان گسسته.......................................................................................................................................17

    فصل دوم: طراحی فضاهای زیر زمینی

    2-1- مقدمه..........................................................................................................................................................................19

    2-2- رفتار شکننده و خمیری ........................................................................................................................................19

    2-3- تعریف خرابی و شکست ........................................................................................................................................20

    2-4- طراحی فضای زیر زمینی .....................................................................................................................................22

    2-5- بررسی تنش­ها در اطراف سازه­های زیر زمینی .................................................................................................23

    2-5-1- تخمین تنش اولیه.........................................................................................................................................24

    2-5-1-1- تنش عمودی........... .............................................................................................................................24

    2-5-1-2- تنش افقی ............................................................................................................................................................................26

    2-5-2- تنش در اطراف حفره­ی دایره­ شکل............................................................................................................27

    2-5-3- تنش در اطراف حفره­ی بیضی­ شکل..........................................................................................................30

     

    فصل سوم: معیار شکست وتعیین ضرایب آنها

    3-1- معیار­های دو بعدی...................................................................................................................................................33

    3-1-1- معیار بنیاوسکی...............................................................................................................................................36

    3-1-2- معیار هوک-براون...........................................................................................................................................36

    3-2- تعیین ضرایب معیار ................................................................................................................................................39

    3-2-1- تئوری رگرسیون ............................................................................................................................................39

    3-2-2- تعیین ضرایب معیار هوک-براون................................................................................................................40

    3-2-3- تعیین ضرایب معیار بنیاوسکی....................................................................................................................42

    3-3- داده­های آماری ........................................................................................................................................................43

    3-4- نتایج............................................................................................................................................................................44

    فصل چهارم: اصول روش اجزای محدود

    4-1- روش باقیمانده­های وزنی.........................................................................................................................................53

    4-1- 1-روش گالرکین..................................................................................................................................................54

    4-1-1-1-روش اجزای محدود گالرکین...............................................................................................................55

    4-2- المان­های مثلثی........................................................................................................................................................57

    4-2-1- فرمول توابع شکل لاگرانژ..............................................................................................................................59

    4-2-2- توابع شکل دو بعدی.......................................................................................................................................59

    4-3- المان مستطیلی.........................................................................................................................................................60

    4-4- انتگرال عددی گوسین.............................................................................................................................................66

    4-5- روش­های تکرار برای معادلات غیر خطی............................................................................................................69

    4-5- 1- روش تکرار شونده مستقیم.......... ..............................................................................................................69

    4-5- 2- روش ماتریس مماسی.......... .......................................................................................................................70

    فصل پنجم: روش اجزای محدود در محیط الاستو پلاستیک دو بعدی

    5-1- مقدمه..........................................................................................................................................................................72

    5-2- معیار تسلیم...............................................................................................................................................................74

    5-2-1- معیار تسلیم ترسکا.........................................................................................................................................75

    5-2-2- معیار تسلیم موهر-کلمب..............................................................................................................................76

    5-3-رابطه تنش-کرنش در حالت الاستو پلاستیک....................................................................................................76

    5-4- معیار تسلیم هوک-براون........................................................................................................................................81

    5-4- 1- ویژگی­های سطح تسلیم..............................................................................................................................82

    5-4- 2- محاسبه ماتریس الاستو پلاستیک معیار هوک-براون...........................................................................82

    5-5- تحلیل تنش پلاستیک کامل..................................................................................................................................85

     

     

    فصل ششم: نتایج

    6-1-مقدمه............................................................................................................................................................................87

    6-1- 1- مثال 1.............................................................................................................................................................87

    6-1-2- مثال 2...............................................................................................................................................................91

    6-1-3- مثال 3...............................................................................................................................................................93

    6-1-4- مثال 4...............................................................................................................................................................94

    6-1-4-1- مشخصات سازه زیرزمینی...................................................................................................................95

    6-1-4- مثال 5...............................................................................................................................................................96

    6-1-5- مثال 6...............................................................................................................................................................98

    6-1- 6- مثال7.................................................................................................................................................................102            منابع.....................................................................................................................................................................................106

    پیوست شماره1: ترسیم ناحیه گسیختگی در محیط الاستیک توسط روش اجزای محدود.............................110   

      پیوست شماره2: ترسیم ناحیه گسیختگی در محیط الاستیک توسط روابط تحلیلی.....................................117  پیوست شماره 3: آنالیز ناحیه گسیختگی در محیط الاستو پلاستیک.................................................................118

     

    منبع:

    منابع

    [1]- K.R. Dhawana, D.N. Singhb, I.D. Guptaa, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences. 39 (2002) 217.

    [2]-C. Dai, H. Muhlhaus, M. Duncan Fama, J. Meek,Computers and Geotechn.cs 1 (1993) 145.

    [3]- S. Bensehamdi, A. Seriani, Acta Geotechnica Slovenica, 2(2008) 5.

    ]4[-مشاری، محسن. احمدی، مرتضی(1379)، "تحلیل دو بعدی تنش-کرنش در محیط­های سنگی اطراف حفریات زیر زمینی با رفتار الاستو پلاستیک غیر خطی به روش اجزای محدود". نشریه علوم زمین، جلد 56، ص 180.

    [5]-D.P. Adhikary, A.V. Dyskin, Int. J. Rock Mech. & Min. Sci. No. 005(1997) 34.

    [6]-S.K. Sharan, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences. 42 (2005) 542.

    [7]- L. Jinga , J.A. Hudsona,b, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences,39(2002) 409.

    [8]- L. Jing, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences. 40 (2003) 283.

    [9]- David V. Hutton, Fundamentals ofFinite Element Analysis,The McGraw−Hill Companies,2004.

    [10]-R. cook, D. Malkus, I. Plesha, Concepts And Applications Of Finite Element Analysis, Third Edition, JOHN WILEY & SONS,1989.

    [11]- J. N. Reddy, An Introduction To The Finite Element Method, second Edition, McGraw-Hill, 1993.

    ]12[- احمد. فهیمی فر، سازه­های زیر زمینی در سنگ، چاب اول، آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک وزارت راه و ترابری، 1376.

    [13]-Shuilin. Wangn, Hong. Zheng,Chunguang. Li,Xiurun.Ge, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences,48 (2011) 67.

    [14]-J. C. Jaeger, N. G.W. Cook, andR. W. Zimmerman, Fundamentals of Rock Mechanics, Fourth Edition, Blackwell Publishing, 2007.

    [15]-Richard E. Goodman, Rock Mechanics, Second Edition, John Wiley & Sons, 1989.

    [16]- B.H.G. Brady, E.T. Brown, RockMechanicsfor underground mining,Third edition, KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS, 2004.

    [17]-Catrin. Edelbro, Rock Mass Strength, First edition, Technical Report, 2003.

    [18]-Jacob. Lubliner,  Plasticity Theory, First Eddition, Pearson Education, 2006.

    ]19[- قاسم­زاده. حسن، جهانگیر. محمد حسین(1387)، "مقایسه دقت معیارهای تجربی موهرکلمب،هوک وبراون و بینیاوسکی دربررسی شکست سنگ وارائه یک مدل جدیدغیرخطی به کمک روش تقریب حداقل مربعات" مقالات چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران.

    [20]-John A.  Franklin, Evert. Hoek, Rock Mechanics, Volume 2(1970) 223.

    [21]-D. R. J. OWEN, E. HINTON, Finite Element Plasticity, First Eddition, Pineridge PressLimited, 1980.

    [22]-Jacob. Lubliner, Plasticity Theory, Revised Edition, Pearson Education, 2006.

    [23]-Young. kwon, Hyochoong. Bang, The Finite Element Method Using Matlab, CRC Press, 1996.

    [24]-Soheil. Mohammadi, Extended Finite Element Method,First Eddition, Blackwell Publishing Ltd, 2007.

    [25]- O.C. Zienkiewicz, The Finite Element Method: Its Basis and Fundamental, Sixth  edition, Butterworth-Heinemann, 2005.

    [26]- Antonio. Bobet, The Arabian Journal for Science and Engineering,35(2010)27.

    [27]- Yangsong. Zhang. Modern Applied Science December,12 ( 2009) 22.

    [28]-V.G. Zubchaninov, Strength of Materials,1 (2000)12.

    [29]- G. Oettl, R. F. Stark, G. Hofstetter, Computers and Geotechnics. 23 (1998) 19.

    [30]- Hongqiang Xie, Chuan He, Tunnelling and Underground Space Technology. 21 (2006) 345.

    [31]- Xia Yuli, Peng Shouzhuo, Gu Zhaoqi, Ma Jiming, Tunnelling and Underground Space Technology .22 (2007) 161.

    [32]- M. D. BOLTONand R. W. WHITTLE, GeÂotechnique,49(1999)133.

    [33]- C.D. Martin, P.K. Kaiser, and D.R. McCreath, Can. Geotech, J. 36 (1999)136.

    [34]-E. H. Lee, Int.j.Solids Structures,17(1981)859.

    [35]- Jacob Fish,Ted Belytschko, A First Course in Finite Elements, First Eddition, John Wiley & Sons Ltd,2007.

     



تحقیق در مورد پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود , مقاله در مورد پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود , پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود , پروپوزال در مورد پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود , تز دکترا در مورد پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود , تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود , مقالات دانشجویی درباره پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود , پروژه درباره پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود , گزارش سمینار در مورد پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود , پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود , تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود , مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود , رساله دکترا در مورد پایان نامه تحلیل دو بعدی تنش کرنش در محیط های سنگی اطراف تونل با رفتار الاستو- پلاستیک غیر خطی تحت بار های برشی با روش اجزای محدود

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس