انجام پایان نامه سازه های زیر زمینی

انجام پایان نامه سمینار پروپوزال مقاله تحقیق و پروژه های دانشجویی مهندسی عمران سازه های زیر زمینی

 

انجام پایان نامه سازه های زیر زمینی

 

۱- مقدمه

امروزه با پیشرفت فن آوری، سهولت نسبی در حفاری و ساخت سازه‌های زیرزمینی، محدودیتهای فضاهای سطحی برای اجرای طرحهای عمرانی و نیز به واسطه مسائل سیاسی و امنیتی، توجه بسیاری از کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه به احداث سازه‌های زیر رمینی برای کاربریهای عمرانی، نظامی و معدنی معطوف شده است. راهها و بزرگراههای زیرزمینی، انواع تونلها، شبکه متروی شهری، نیروگاهها و سایر مغارهای زیر زمینی برای دفن زباله‌های هسته‌ای و یا به عنوان مخازن نفت، معادن، پناهگاهها و انبارها، تعدادی از سازه‌هایی هستند که در کشورهای مختلف به سرعت در حال ساخت و اجرا می‌باشند.

با توجه به توسعه روز افزون سازه‌های زیر زمینی و هزینه‌های فراوانی که برای ساخت هر یک از این سازه‌ها صرف می‌گردد و نیز اهمیت آنها در شبکه حمل و نقل بین شهری و داخل شهری و خطری که در صورت آسیب دیدگی آنها متوجه جان مردم می شود، لازم است که پایداری آنها در برابر خطرات ناشی از زلزله مورد مطالعه قرار گیرد. در این گزارش پس از نگرشی اجمالی به تاریخ صنعت سازه‌های زیر زمینی و آسیبهای گذشته این سازه‌ها در زلزله، به بررسی  تعاریف مربوط به تونلها و نیز مشخصات کلی امواج زلزله  و نحوه تاثیر آنها بر تونلها می‌پردازیم و برآورد خطر پذیری این گونه سازه‌ها را بیان می‌نماییم. بخش دوم این گزارش، به تونلها و ایستگاههای زیر زمینی مترو اختصاص دارد که پس از بیان تفاوت عملکردی اینگونه تونلها نسبت به سایر تونلها، به مطالعه موردی تونل متروی دایکایی که در زلزله کوبه دچار آسیب شده بود و نیز بررسی خطرپذیری تونل متروی شهر قاهره خواهیم پرداخت. سپس معیارهای طراحی لرزه‌ای تونلها بیان می گردد.

انجام پایان نامه سازه های زیر زمینی و سمینار پروپوزال مقاله تحقیق و پروژه های دانشجویی مهندسی عمران سازه های زیر زمینی۲- تأثیر گسلش بر سازه های زیر زمینی تونل ها

انجام پایان نامه سازه های زیر زمینی. گسلش یکی از عواملی است که می تواند در هنگام وقوع زلزله خسارات زیادی را به سازه‌های زیر زمینی و بخصوص سازه‌های خطی زیر زمینی وارد نماید. جابجائی برشی در یک پهنه باریک در دو طرف گسل آثار تخریبی شدیدی بر روی سازه‌های زیر زمینی خواهد داشت. تنشهای حاصل از گسلش در مقاطع تونل یا سایر سازه‌های زیر زمینی می‌تواند به مراتب از تنشهای حاصل از لرزش و لغزش بیشتر باشند. طراحی تونلها به نحوی که بتواند در برابر جابجایی‌های چند سانتیمتری تا چند متری ناشی از گسلش مقاومت کنند، نیز از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست؛ بدین لحاظ مطالعه خطر گسلش در مسیر یک تونل و یا سایر سازه‌های زیر زمینی از اهمیت خاصی برخوردار است.

انجام پایان نامه سازه های زیر زمینی. در واقع بسیاری از سازه‌های زیر زمینی و بخصوص تونلها دارای تقاطع‌هایی با گسلها می‌باشند که این امر باعث آسیب پذیری آنها بر اثر حرکت گسل می‌گردد. به همین جهت در حین بررسیهای ساختگاه برای ساخت سازه‌های زیرزمینی باید به وجود گسلها توجه خاصی مبذول شود تا بتوان با شناخت کامل آنها، پیش گیریهای لازم را در جهت کاهش میزان صدمات ناشی از گسلش انجام داد. در این راستا، نه تنها مکان گسلهای فعال باید دقیقا شناسایی گردند، بلکه باید نوع گسل و نحوه حرکت آن، نحوه حرکت گسل در گذشته، نحوه انتخاب رویداد مناسب برای طراحی و اهمیت و یا تاثیر گسلش در کاربری سازه زیر زمینی نیز دقیقا بررسی گردد. بررسی نوع گسل نحوه حرکت آن را در جهات افقی یا قائم و یا هر دو، مشخص می‌کند. جابجائی گسل میزان حرکت آن را در جهات مختلف نشان می‌دهد. رویدادهای تاریحی میتوانند برای  پیش بینی نوع حرکت، میزان جابجائی و زمان احتمالی گسلش در اینده مورد استفاده قرار گیرند و انتخاب رویداد مناسب نیز می‌تواند امکان طراحی بهینه و اقتصادی سازه‌ را فراهم آورد. همچنین تاثیر گسلش بر کاربری طرح باید به دقت مشخص گردد. به عنوان مثال، در تونلهای راه آهن حساسیت زیادی در برابر جابجائی وجود دارد؛ زیرا، امکان قطع شدن ریلها یا مختل شدن سیستم آنها به واسطه جابجائی حاصل از گسلش وجود دارد و این امر می‌تواند حوادث ناگواری را بوجود آورد. در مقابل در تونلهای انتقال آب حتی اگر جابجائی قابل توجهی نیز رخ دهد خطر جانبی به همراه نخواهد داشت و سیستم انتقال آب نیز می‌تواند با مقداری نفاوت دبی به کار خود ادامه دهد.

انجام پایان نامه سازه های زیر زمینی. معمولا جابجایی گسلها به سه شکل نرمال، معکوس و امتداد لغز انجام می شود که در نوع امتداد لغز جابجائی افقی و در دو نوع دیگر جابجایی قائم می‌باشد. البته معمولا در طبیعت حالات ترکیبی از این حرکات مشاهده می‌شود و به ندرت می‌توان گسلی را یافت که صرفا در جهت افقی یا قائم حرکت کند. قسمتهای مختلف یک گسل و انواع حرکات گسل در شکل ۱ نشان داده شده است.

۳- تأثیر ارتعاشات زلزله بر سازه های زیر زمینی تونل ها

انجام پایان نامه سازه های زیر زمینی. آسیب پذیری سازه های زیر زمینی در برابر زلزله هم می‌تواند به واسطه گسیختگی زمین در هنگام وقوع زلزله و هم به دلیل ارتعاشات ناشی از زلزله روی دهد. گسیختگی زمین در هنگام وقوع زلزله عمدتاً شامل گسلش، زمین لغزش و روانگرایی می‌باشد.

بحث مربوط به گسلش در بخش گذشته بصورت جداگانه مورد بررسی قرارگرفت، ولی بجز گسلش، زمین لغزش و روانگرایی نیز از پدیده‌های طبیعی ناشی از زلزله می‌باشد. زمین لغزش ‌ها که معمولا توسط زلزله تحریک می‌گردند، بخصوص در ورودی-خروجی تونلها می‌توانند صدمات زیادی را به فضاهای زیر زمینی وارد نمایند. بسیاری از گزارشات مربوط به آسیب فضاهای زیر زمینی در اثر زلزله، به واسطه ایجاد لغزش در مدخلهای تونلها بوده‌اند. روانگرایی نیز بخصوص چنانچه فضای زیر زمینی در رسوبات سست دارای درصد بالای ماسه و سیلت احداث شده باشد، می‌تواند صدمات زیادی را به فضای زیر زمینی وارد نماید. این آسیبها بیشتر در رابطه با تونلهای مترو در نواحی شهری که از رسوبات منفصل عبور می کنند دیده شده است.

انجام پایان نامه سازه های زیر زمینی. هر چند که گسیختگی زمین در اثر گسلش، روانگرایی و زمین لغزش می‌تواند اثرات ویرانگری را بر سازه‌های زیر زمینی وارد نماید، ولی صدمات ناشی از ارتعاشات زلزله به دلایل زیر به مراتب مهمتر از این صدمات هستند:

  • صدمات ناشی از گسیختگی (نظیر گسلش یا زمین لغزش) در نواحی خاصی اتفاق می‌افتند که می‌توان با مطالعات دقیق زمین شناسی مهندسی از قبل این نواحی را شناسایی نموده و تمهیداتی را در آنها در نظر گرفت ولی ارتعاش می‌تواند در اثر جنبش هر گسلی در فواصل دور یا نزدیک به فضای زیر زمینی ایجاد گردد و شدت آن نیز می‌تواند بسیار متغیر باشد.
  • ارتعاش منحصر به قسمت خاصی از تونل یا فضای زیر زمینی نمی‌شود و خسارات حاصله در کل مسیر تونل یا فضا می‌تواند ایجاد شود ولی گسلش یا زمین لغزش (و تا حدودی روانگرایی) در قسمتهای محدودی از مسیر اثر می‌گذارند و به کل سیستم آسیب نمی‌رسانند.
  • ارتعاشات ناشی از زلزله می‌تواند به شکل امواج مختلف طولی، عرضی یا برشی فضای زیر زمینی را تحت تاثیر قرار دهند و لذا تغییر شکلهای گوناگونی در مقاطع یا سازه‌های زیر زمینی در اثر ارتعاش امکان وقوع دارد. امواج اولیه یا P که به موزات محور طولی تونل یا سازه زیر زمینی انتشار می‌یابند، تونل را در جهت طولی دچار فشار یا کشش می‌کنند که می‌تواند باعث ایجاد ترکهای کششی یا خرد شدگی‌های فشاری در امتداد آن گردد. امواج برشی یا S که بخش اصلی انرژی را انتقال می‌دهند، چنانچه در جهت طولی تونل انتشار یابند باعث ارتعاش در جهت عمود بر محور تونل شده و یا ایجاد جابجایی‌های برشی، آسیب های زیادی را به فضای زیر زمینی وارد می‌کنند. چنانچه جهات برخورد این امواج با تونل مایل یا عمود بر محور تونل باشد، باز هم اشکال دیگری از تغییر مکان در فضای زیر زمینی ایجاد می‌گردد. در حالیکه گسیختگی‌های ناشی از گسلش یا زمین لغزش معمولا جهت تغییر شکل از بررسی‌های ساختگاهی قابل پیش بینی است.

پاسخ سازه های زیر زمینی در برابر ارتعاشات ناشی از زلزله

انجام پایان نامه سازه های زیر زمینی. پاسخ سازه های زیر زمینی در برابر ارتعاشات ناشی از زلزله می‌تواند به سه شکل تغییر شکلهای محوری، انحنایی و حلقه‌ای (Hoop) باشد. تغییر شکل محوری با کرنشهای فشاری و کششی همراه می‌باشد و همراه با عبور موج در طول محور تونل یا فضای زیر زمینی جابجایی انجام می‌گیرد. تغییر شکلهای انحنایی باحث ایجاد انحناهای مثبت و منفی در امتداد تونل می‌گردند. در انحنای مثبت جدار فضای زیر زمینی در قسمت فوقانی دچار فشردگی و در قسمت تحتانی دچار کشیدگی می‌شود. تغییر شکلهای حلقه‌ای نیز در اثر رخورد امواج به صورت عمودی یا تقریبا عمودی نسبت به محور تونل یا فضای زیر زمینی ایجاد می‌گردد. این حالت تنها زمانی که طول موج لرزه‌ای کمتر از شعاع فضای زیر زمینی باشد ایجاد می‌شود.

انجام پایان نامه سازه های زیر زمینی. تنشهای دینامیکی حاصل از امواج لرزه‌ای به تنشهای استاتیکی موجود در جدار تونل یا سازه های زیر زمینی و سنگهای مجاور آن افزوده می‌گردند. در اثر افزایش تنشهای فشاری حاصل از بارگذاری دینامیکی امکان ایجاد خرد شدگی و حالت پوسته شدن (Buckling) در محیط فضای زیر زمینی وجود دارد. تنشهای لرزه‌ای کششی باعث کاهش تنشهای استاتیکی فشاری موجود در محل شده و این خود ایجاد تنشهای کششی می‌نماید که نتیجه آن باز شدن درزه‌ها و در نتیجه کاهش مقاومت برشی، سست شدن پیچ سنگها (Rock bolts) و نهایتا ریزش سنگ از سقف یا جداره‌های تونل می‌باشد. برای تعیین تغییر شکلهای محوری و انحنایی می‌توان از مدل های یک بعدی استفاده نمود. شاید ساده‌ترین راه بدین منظور در نظر گرفتن تونل بعنوان یک تیر سازه‌ای و انجام تحلیل های مربوطه روی آن باشد. اما برای مغاره‌ها یا تونلهای بزرگتر لازم است از مدلهای سه بعدی جهت برآورد این تغییر شکل ها استفاده نمود.

 

 

[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]

انواع روش های مقاوم سازی سازه های زیرزمینی در برابر تهدیدات انفجار با روش تحلیل سلسله مراتبی AHP

انجام پایان نامه سمینار پروپوزال مقاله تحقیق و پروژه های دانشجویی مهندسی عمران سازه های زیر زمینی مقاوم سازی سازه های زیرزمینی تهدیدات انفجار تحلیل سلسله مراتبی AHP   مقاوم سازی سازه های زیرزمینی تهدیدات انفجار تحلیل سلسله مراتبی. در طراحی سازه‌های زیرزمینی معمولاً یک تهدید به عنوان تهدید مبنا در نظر گرفته و بارگذاری […]

تحلیل دینامیکی سازه‌های زیرزمینی به روش مدل‌سازی Cone و مقایسه آن با روش FEM

انجام پایان نامه سمینار پروپوزال مقاله تحقیق و پروژه های دانشجویی مهندسی عمران سازه های زیر زمینی تحلیل دینامیکی سازه‌های زیرزمینی مدل‌سازی Cone مقایسه با روش FEM   تحلیل دینامیکی سازه‌های زیرزمینی مدل‌سازی Cone مقایسه با روش FEM. با افزایش جمعیت شهرهای بزرگ میزان حمل و نقل و نیاز برای ذخیره فضا افزایش یافته و […]

تحلیل پارامتریک عوامل موثر بر پدیده روانگرایی در سازه زیرزمینی

انجام پایان نامه سمینار پروپوزال مقاله تحقیق و پروژه های دانشجویی مهندسی عمران سازه های زیر زمینی تحلیل پارامتریک عوامل موثر بر پدیده روانگرایی در سازه زیرزمینی   تحلیل پارامتریک عوامل موثر بر پدیده روانگرایی در سازه زیرزمینی. پدیده روانگرائی یکی از پدیده های خسارت باری است که پیوسته مورد توجه متخصصین ژئوتکنیک و دست […]

رفتار لرزه‌ای سازه ایستگاه های مترو با توجه به پارامترهای لرزه خیزی

انجام پایان نامه سمینار پروپوزال مقاله تحقیق و پروژه های دانشجویی مهندسی عمران سازه های زیر زمینی رفتار لرزه‌ای سازه ایستگاه های مترو با پارامترهای لرزه خیزی   رفتار لرزه‌ای سازه ایستگاه های مترو با پارامترهای لرزه خیزی. تاسیسات زیرزمینی نمونه کاملی از سازه های زیربنایی در جوامع مدرن بوده و دامنه استفاده بسیار گسترده […]

ترکیب روش المان مرزی و المان محدود برای انجام تحلیل دینامیکی تونل ها در دامنه زمانی

انجام پایان نامه سمینار پروپوزال مقاله تحقیق و پروژه های دانشجویی مهندسی عمران سازه های زیر زمینی   ترکیب روش المان مرزی المان محدود انجام تحلیل دینامیکی تونل ها در دامنه زمانی   ترکیب روش المان مرزی المان محدود انجام تحلیل دینامیکی تونل ها در دامنه زمانی. در این تحقیق روش المان مرزی و یک […]

آنالیز برگشتی جابجایی های اندازه گیری شده تونل ها

انجام پایان نامه سمینار پروپوزال مقاله تحقیق و پروژه های دانشجویی مهندسی عمران سازه های زیر زمینی   آنالیز برگشتی جابجایی های اندازه گیری شده تونل ها   آنالیز برگشتی جابجایی های اندازه گیری شده تونل ها. در حال حاضر به طور وسیع از روش های عددی برای طراحی سازه های زیرزمینی نظیر تونل، مغار، […]

تحلیل پایداری مغار نیروگاه و مجموعه تونل های سد بختیاری با تاثیر فاصله داری درزه ها

انجام پایان نامه سمینار پروپوزال مقاله تحقیق و پروژه های دانشجویی مهندسی عمران سازه های زیر زمینی   تحلیل پایداری مغار نیروگاه تونلهای سد بختیاری فاصله داری درزه ها   تحلیل پایداری مغار نیروگاه تونلهای سد بختیاری فاصله داری درزه. امروزه بخش عمده ای از انرژی توسط نیروگاه های برق آبی تولید می شود که […]

بررسی عددی رفتار لرزه‌ای تونل قطارهای شهری واقع در خاک‌های روانگرا به صورت سه بعدی

انجام پایان نامه سمینار پروپوزال مقاله تحقیق و پروژه های دانشجویی مهندسی عمران سازه های زیر زمینی   بررسی عددی رفتار لرزه‌ای تونل قطارهای شهری در خاک‌های روانگرا به صورت سه بعدی   بررسی عددی رفتار لرزه‌ای تونل قطارهای شهری در خاک‌های روانگرا به صورت سه بعدی. سازه های زیرزمینی یکی از مهم ترین و […]

تحليل ديناميكی تونل های دايروی شهری اثر عوامل محيطی بر رفتار متفاوت اين سازه ها

انجام پایان نامه سمینار پروپوزال مقاله تحقیق و پروژه های دانشجویی مهندسی عمران سازه های زیر زمینی   تحليل ديناميكی تونل های دايروی شهری عوامل محيطی رفتار متفاوت   تحليل ديناميكی تونل های دايروی شهری عوامل محيطی رفتار متفاوت. تونلهای زیرزمیني با مقطع دایروی امروزه كاربرد زیادی در زمینه حمل و نقل دارند. یكي از […]