انتخاب صفحه

چکیده

روند رو به گسترش جمعیت در دنیا و لزوم استفاده بهیـنه از اراضی ساحلی در سالـهای اخیر موجب گردیده است که تحقـیقات بیشتری در زمینه طراحی و اجـرای دایـکهای ساحلی و احیای اراضی ساحلی انجام گردد. مدلـهای مختلف کامپیوتری جهـت طراحی سازه ای دایـکها توسعه یافته است. در دهه اخیر کشور هلند به عنوان یکی از پیشگامان اجرای دایکهای ساحلی اقدام به توسـعه دو مدل پیشرفته plaxis وDiana نموده است. در این تحقیق ضـرورت تاثیر تغیرات شیب وجه رو به ساحل در میزان متغیرهایی چون تغییرمکان وضریب اطمینان تحت شرایط مختلفی همچون End of construction استفاده باعث Earthquake, Rapid draw down , Steady seepage, از Plaxis به عـنوان یک نرم افزار المان محدود گردید. همچنین اثر متقابل تغـییرات شیب رو به دریا با Stress در مواجه با نیروی موج که یک نیروی دینامیکی و اتـفاقی است , استفـاده از نرم افزار Ansys را به عنوان یکی از قابـلترین نرم افـزارهای تحلیلی مبتنی بر المان محدود قوت بخشید. در نهایت شـیب بهینه با در نظر گرفتن شـرایط فوق استخراج گردید.

فهرست مطالب

فصل اول:مقدمه

تعیین تغییرات درشیب برم

تعیین تغییرات درشیب برم

فصل دوم:انواع سازه های ساحلی

2-1-تنوع ساز ههای ساحلی        5

2-2-سازه های ساحلی 6

2-3-اهداف کلی درحفاظت از سواحل    6

2-3-1-دیوارهای ساحلی   7

2-3-2-دیوارها     8

2-3-3-پوشش های ساحلی 9

2-3-4-تپه های ماسه ای  9

2-3-5-آب شکنها      10

2-3-6-دایکها  10

دیاگرام عرض و عمق برم

دیاگرام عرض و عمق برم

فصل سوم:مکانیک حرکت موج وتئوری امواج

3-1-مقدمه         12

3-2-تعاریف    14

3-3-طبقه بندی امواج آب 22

3-3-1-طبقه بندی براساس دوره تناوب 22

3-3-2-طبقه بندی فیزیکی 24

3-3-3-طبقه بندی ریاضی 27

3-3-4-طبقه بندی براساس ارتفاع موج  29

3-4-تئوری های موج 30

3-4-1-معادلات اساسی حرکت موج   32

3-4-2-تئوری موج دامنه کوتاه   36

3-4-3-امواج استرکس 37

3-4-4-امواج کنویدال  41

3-4-5-نظریه موج تنها   50

3-5-محدودیت های کاربرد نظریه های امواج  55

3-6-نتیجه گیری        58

عملکرد توام فیلتر و ژئوسنتیک درمقابل با فروافتادگی ناگهانی آب

عملکرد توام فیلتر و ژئوسنتیک درمقابل با فروافتادگی ناگهانی آب

فصل چهارم:دایک های ساحلی

4-1-مقدمه ای براستفاده از دایک های ساحلی   61

4-2-کلیات   62

4-2-1-تعاریف 62

4-2-2-هدف ازبکاربردن دایک ها ساحلی 62

4-2-3-انواع دایک های ساحلی 62

4-2-3-1-دایک ها تیپ یک    62

4-2-3-2-دایک های تیپ دو   63

4-2-3-3-دایک های تیپ سه 63

4-2-4-مناطق ومحدوده های بارگذاری 63

4-2-5-نیروهای وارده بردایک های ساحلی 64

4-2-6-نقاط وعوامل شکست دایک ها ساحلی 65

4-2-6-1-روگذری آب یاسرریز شدن آب ازروی تاج   65

4-2-6-2-فرسایش درشیب بیرونی 65

4-2-6-3-گوه لغزش درشیب درونی 66

4-2-6-4-کمبود پایداری درخاکریز 67

4-2-6-5-روگذری  68

4-2-6-6-پاپینگ    68

4-2-6-7-اثرات برخورد موادخارجی بردایک  69

4-2-6-8-اثرات نیروی یخ بردایک  69

4-2-6-9-روانگرایی 69

4-2-7-آنالیز دایک 69

4-2-7-1-انتهای ساخت   69

4-2-7-2-فروافتادن ناگهانی آب 70

4-2-7-3-تراوش پایدار  70

4-2-7-4-زلزله 70

4-2-8-حداقل فاکتورهای اطمینان     70

4-3-طراحی اولیه دایک های ساحلی 71

4-3-1-پارامترهای حاکم درطراحی 71

4-3-1-1-پارامترهای میطی مربوط به موج 71

4-3-1-2-پارامترهای سازه ای 74

4-3-1-3-پارامترهای هیدرولیکی 75

4-3-2-روابط پایداری   78

4-3-2-1-هادسن    78

4-3-2-2-روش فن درمیر    82

4-3-2-3-اثرات شکل آرمو ودانه بندی    89

4-3-2-4-لایه های آرمور متشکل ازقطعایت بتنی 90

4-3-3-خزش موج 92

4-3-3-1-کلیاتی مربوط به خزش 92

4-3-3-2-روابط متداول برای محاسبه خزش نسبی موج   94

4-3-3-3-شیب متوسط  100

4-3-3-4-تاثیرآب های کم عمق درخزش موج  100

4-3-3-5-اثر زاویه حمله موج  102

4-3-3-6-اثربرم 105

4-3-3-6-1-اثرعرض برم 106

4-3-3-6-2-اثرعمق برم 107

4-3-3-7-اثرزبری المانها 109

4-3-4-پایین روی موج 111

4-3-5-دبی سرریزی موج   111

4-3-6-عبور موج 118

4-3-6-1-اسفاده از RC/HSا  118

4-3-6-2-روش تفکیک Rc و Hs ازیکدیگر 118

4-3-7-انعکاس موج   119

4-3-8-محاسبه ضخامت لایه آرمور اولیه 119

4-3-9-لایه آؤمور ثانویه 121

4-3-10-لایه فیلتر  122

4-3-11-سکوی پنجه 122

4-3-12-هسته 122

4-3-13-محاسبه عرض تاج  122

مقایسه ضرایب اطمینان درحالت نشت پایدار

مقایسه ضرایب اطمینان درحالت نشت پایدار

فصل پنجم:آنالیزهای انجام شده توسط Plaxis

5-1-معرفی برنامهPlaxisا           124

5-2-آنالیز حساسیت درتعیین تاثیر مش بندی      125

5-3-روند انجام آنالیز 128

5-4-آنالیز انتهای ساخت  129

5-5-مرحله نشت پایدار 131

5-6-مرحله فروافتادگی ناگهانی  134

5-7-آنالیز شبه استاتیکی 136

5-8-آنالیز مربوط به مسلح کردن دایک 141

5-9-آنالیزهای مربوط به نشت آب   146

فصل ششم:آنالیز دایک توسط ansys

6-1-یادآوری خروجیPlaxisا     150

6-2-هدف ازانجام آنالیز توسطansysا    150

6-3-معرفی مدل 151

6-3-1-مدلسازی 151

6-3-2-مش بندی  152

6-3-3-بارگذاری  153

6-3-4-انجام آنالیز 154

6-4-اهمیت ماکرو درپروژه مذکور 154

6-5-بررسی خروجی های برنامه   154

6-5-1-تفسیر نتایج نوع اول  157

6-5-1-1-Sxا    157

6-5-1-2-Syا    160

6-5-1-3-Von misesا      162

6-5-2-تفسیر نتایج نوع دوم   163

6-6-نتیجه 166

فصل هفتم:نتیجه گیری وپیشنهادات

فهرست شکلها

3-1-شکل: موج گرانشی سطحی به همراه مشخصات آن    14

3-2-شکل: جبهه و راست گوشه موج     16

3-3-شکل: حرکت مداری ذرات زیرموج       17

3-4-شکل: نی مرخهای امواج مختلف   20

3-5 –شکل: طبق هبندی امواج دریا براساس پریود موج      22

3-6-شکل: موج نوسانی     24

3-7-شکل: تفاوت بین موج نوسانی و انتقالی        26

3-8-شکل: تعریف پارامترهای مورد استفاده در معادله اساسی حرکت موج     33

3-9-شکل: مقایسه بین پروفیل موج خطی و استوکس مرتبه دوم    37

3-10-شکل: نی مرخهای سطحی موج نویدال     42

3-11-شکل: نی مرخهای سطحی موج نویدال     43

3-12-شکل  : رابطه بین      44

3-13-شکل رابطه بین                44

3-14-شکل : رابطه بین K2 وپارامتر Ursell وبین ارتفاع بدون بعد تاج     46

3-15-شکل : رابطه بین      47

3-16-شکل : رابطه بین    48

3-17-شکل : نیم رخ موج تنها 51

3-18-شکل : مقادیر M,N برحسب تابعی از H/dا      53

3-19-شکل : نواحی اعتبار نظریه های مختلف موج Lemehavteا         56

3-20-شکل : نظریه تحلیلیDeanا     57

3-21-شکل: محدوده کاربرد امواج استوکس با مرتبه معین       57

3-22-شکل: محدوده کاربرد امواج نویدال    58

4-1-شکل: محدود ههای بارگذاری بر روی دایک ساحلی    64

4-2-شکل: صفحه شکست بدون وجود برم     67

4-3-شکل: صفحه شکست با وجود برم      67

4-4-شکل : ضریب نفوذپذیریPا  83

4-5-شکل: مقایسه فرمول هادسن و فن در میر برای هسته نفوذپذیر بعد از برخورد1000موج     85

4-6-شکل: مقایسه فرمول هادسن و فن در میر برای هسته نفوذناپذیر بعد از برخورد5000 موج 85

4-7-شکل: ارتفاع موج در مقابل پارامتر شکست با تاثیر سطح آسیب    86

4-8-شکل: ارتفاع موج در مقابل پارامتر شکست با تاثیر نفو ذپذیری  87

4-9-شکل: ارتفاع موج در مقابل آسیب   88

4-10-شکل: اجزای یک دایک ساحلی    92

4-11-شکل: عوامل موثر در ارتفاع دایک    93

4-12-شکل: تغییرات خزش نسبی            95

4-13-شکل: خزش موج به روی شیب صاف و مستقیم در آبهای عمیق     97

4-14-شکل: خزش موج به روی شیب صاف و مستقیم درآبهای ک معمق و خیلی کم عمق 98

4-15-شکل: مقادیر خزش موج به همراه فاکتورهای تاثیر  99

4-16-شکل: تعیین مولفه شیب برای سطح مقطع شامل شیبهای متفاوت    100

4-17-شکل: اثر آبهای ک معمق بر طیف موج 101

4-18-شکل : واستگی hm/hs و Yh برای شیب های متفاوت 102

4-19-شکل: تعریف زاویه حمله موج  103

4-20-شکل : اثر با انداز هگیری نقاط برای خزش در امواج با تابش کوتاه 104

4-21-شکل: دیاگرام عرض و عمق برم  105

4-22-شکل: تعیین تغییرات در شیب برم 107

4-23-شکل : Yb درمقابل dh/Hmoا    108

4-24-شکل: اثر زبری المانهای مختلف     109

4-25-شکل: خزش بر روی شیب آرمور سنگی با زیر لایه نفوذناپذیر 111

4-26-شکل: ارتفاع آزاد تاج در روگذری موج  112

4-27-شکل: مقادیر روگذری مجاز ارائه شده توسطOwenا     112

4-28-شکل: مقادیر روگذری مجاز ارائه شده توسطFrancoا     113

4-29-شکل: تصویری از روگذری موج  114

4-30-شکل: تصویری از روگذری موج 115

4-31-شکل: خطرات روگذری        115

4-32-شکل: خطرات روگذری    116

5-1-شکل: مقطع مدل شده از دایک درPlaxisا     125

5-2-شکل: تاثیر م شبندی بر روی تغییر مکان   126

5-3-شکل: تاثیر م شبندی بر روی ضریب اطمینان 127

5-4-شکل: نمون های از م شبندی انجام شده بر دایک 127

5-5-شکل: مقاطع مورد بررسی در آنالیز 128

5-6-شکل: تغییرات تغییر مکان با شیب در مرحله انتهای ساخت 129

5-7-شکل: محاسبه ضریب اطمینان در انتهای ساخت برای شیبهای مختلف   130

5-8-شکل: نتایج ضرایب اطمینان در انتهای ساخت 131

5-9-شکل: تغییرات تغییر مکان در مرحله نشت پایدار   132

5-10-شکل: تغییرات ضریب اطمینان در مرحله نشت پایدار برای شیبهای مختلف   132

5-11-شکل: مقایسه ضرایب اطمینان در حالت نشت پایدار  133

5-12-شکل: عملکرد توام فیلتر در ژئوسنتتیک در مقابل با فروافتادگی ناگهانی آب   134

5-13-شکل: مقایسه حداکثر تغییر مکان در مرحله فروافتادگی ناگهانی  135

5-14-شکل: مقایسه ضرایب اطمینان در مرحله فروافتادگی ناگهانی  136

5-15-شکل: حالت بیشینه اثر تخریبی زلزله بر دایک ساحلی 137

5-16-شکل: بیشینه تغییر مکان در مرحله زلزله با شتاب افقی در جهت ساحل 137

5-17-شکل: مقایسه ضرایب اطمینان در مرحله زلزله با شتاب افقی در جهت ساحل 138

5-18-شکل: تغییر مکان در مرحله زلزله با شتاب افقی در جهت سمت دریا  139

5-19-شکل: مقایسه ضرایب اطمینان در مرحله زلزله با شتاب افقی در جهت دریا 140

5-20-شکل: حساسیت مدول مختلف برای مسلح سازها 142

5-21-شکل: تاثیر مدول مختلف برای ضرایب اطمینان 142

5-22-شکل: تاثیر فاصله مسل حسازها بر ضریب اطمینان در بدنه خاکریز 142

5-23-شکل: گراف مقایس های تاثیر فاصله مسل حسازها در ضریب اطمینان    144

5-24-شکل: تاثیر طول مسل حسازها بر روی ضریب اطمینان 145

5-25-شکل: منحنی دبی نشت در حالت وجود پرده آ ببند بدون پتوی رسی 146

5-26-شکل: منحنی دبی نشت در حالت پتوی آ ببند افقی با طو لهای مختلف و بدون پرده آب بند 147

5-27-شکل: منحنی نشت در حالت وجود پتوی آ ببند و پرده آ ببند عمودی   147

6-1-شکل: نحوه تعریف المان وگره  155

6-2-شکل: المان موردنظر در مرکز Coreا    156

6-3-شکل: المان موردنظر در چپCoreا   156

6-4-شکل: المان مورد نظر در راستCoreا  157

6-5-شکل : Contour در step شماره 4 برای شیب1:3         158

6-6- شکل : Contour در step شماره 7 برای شیب1:3         158

6-7- شکل : Contour در step شماره 4 برای شیب1:3         160

6-8- شکل : Contour در vonmises برای شیب1:3         163

6-9- شکل: تغییراتSx در بازه زمان در مرکز هسته 164

6-10- شکل: تغییراتSx در بازه زمان درقسمت چپ هسته 164

6-11- شکل: تغییراتSx در بازه زمان درقسمت راست هسته 165

فهرست جدول

3-1- جدول: مشخصات تئوری موج airyا    36

3-2- جدول: نتایج موج استوکس مرتبه دوم      38

4-1- جدول: فاکتورهای اطمینان   71

4-2- جدول: مقدار ضریبKD برای تعیین وزن آرمور  81

4-3- جدول: ضرایب تجدیدنظر برای شک لهای آرمور   89

4-4-جدول : مقادیر k و nv ارائه شده در SPMا  121

5-1- جدول: نتایج تاثیرمش بندی    126

5-2- جدول: مقایسه تغییر مکا نها در انواع آنالیزها و شیب ها       135

5-3- جدول: مقایسه تغییرات مکان بین حالت زلزله و انتهای ساخت  138

5-4- جدول: مقایسه تغییر مکان در حالت زلزله و انتهای ساخت 140

5-5- جدول: مقایسه تاثیر زلزله در شی بهای مختلف بر ضریب اطمینان 141

6-1- جدول: مشخصات مکانیکی مدل 152

6-2- جدول: مقادیر max تنش در شی بهای مختلف   159

6-3- جدول: تغییرات مقادیر تن شهای کششی و فشاری در تغییر شیب 159

6-4-جدول : مقادیر max تنش در شی بهای مختلف   161

6-5- جدول: تغییرات مقادیر تن شهای کششی و فشاری در تغییرشیب  161

6-6- جدول: مقادیر min و max تنش vonmises در شی بهای مختلف   163


Abstract:

 Because of world population extension in the recent years and necessary for optimize usage of coastal areas, the attention is caused for extra research in design and construction field of coastal dikes and also coastal lands reclamation. Different computer models are developed for structural design of coastal dikes. The Netherlands country, one of the pioneers of coastal dike construction, acted for development of some advance models such as Plaxis and Diana. In this research the necessary of onshore slope variations effects in the value of some parameters such as End of construction, Steady seepage, Rapid draw down and Earthquake was resulted to use Plaxis as finite element software. In addition the reaction of the offshore slope variations encountered a wave which is a quite dynamic and random force and the stresses made us to use Ansys as one of the most capable analytical finite element software. Finally the optimum slope using the described conditions was found.


مقطع : کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

خرید فایل pdf و سفارش فایل word

قبل از خرید فایل می توانید با پشتبانی سایت مشورت کنید