پایان نامه تحلیل عددی سه بعدی پایداری استاتیکی و دینامیکی شیروانی های مهم

پایان نامه تحلیل عددی سه بعدی پایداری استاتیکی و دینامیکی شیروانی های مهم
پایان نامه کارشناسی ارشد
–

تعداد صفحه :217
تحلیل عددی پایداری استاتیکی و دینامیکی سه¬بعدی شیروانی¬های مهم پردیس دانشگاه یاسوج

زمین¬لغزش از بلایای طبیعی است که هر ساله وقوع این پدیده در کشورهای مختلف دنیا، به¬ویژه در کشورهای کوهستانی، خسارات جانی و مالی قابل توجهی به بار می¬آورد. با توجه به اینکه منطقه¬ی یاسوج در کمربند کوهستانی با خطر لرزه¬خیزی بالا و ریزش¬های جوی سالانه¬ی زیادی واقع شده است. لذا بررسی وضعیت پایداری در برابر لغزش شیروانی¬ها در این منطقه ضروری به نظر می¬رسید.
در این تحقیق وضعیت پایداری در برابر زمین لغزش شیروانی موجود در محوطه¬ی دانشگاه یاسوج بررسی شده است. بانقشه¬برداری از محدوده¬ی مورد مطالعه¬ی شیروانی و جمع¬آوری اطلاعات ژئوتکنیک قسمت¬های مختلف آن با استفاده از داده¬های موجود ساختمان¬های مختلف و حفاری چند گمانه، اطلاعات اولیه جهت آنالیز پایداری حاصل شد. بعد از آن با توجه به نقشه¬ی توپوگرافی موجود منطقه، مقاطع با وضعیت بحرانی شناسایی گردید. حال مقطع عرضی در این مقاطع و لایه¬بندی خاک هر مقطع با توجه به اطلاعات گمانه¬های مختلف و نقشه¬ی جانمایی گمانه¬ها صورت پذیرفت. در ادامه برای محاسبه¬ی ضریب اطمینان هر مقطع، مدلسازی و تحلیل پایداری استاتیکی و دینامیکی( روش شبه استاتیکی) با استفاده از نرم¬افزار¬های قدرتمند PLAXIS 3D، PLAXIS 2D و Geo Slope\ slope/w انجام گردید. سپس بر روی هر مقطع در شرایط مختلف آب زیرزمینی تحلیل پایداری استاتیکی و دینامیکی( روش شبه استاتیکی) با استفاده از هر سه نرم¬افزار انجام شد. در پایان نقاط آسیب¬پذیر شناسایی شده و روش پایدارسازی آن¬ها ارائه گردیده است.

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول: مقدمه
1-1 مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
1

فصل دوم: تعریف و تاریخچه¬ی زمین لغزش
2-1 تاریخچه و آمار زمین¬لغزش ……………………………………………………………………………………………………………………………….
3
2-1-1 زمین¬لغزش¬های اتفاق افتاده در ایران …………………………………………………………………………………………………… 3
2-1-2 زمین¬لغزش¬های اتفاق افتاده در خارج از ایران ……………………………………………………………………………………… 4
2-2 تعریف زمین¬لغزش ……………………………………………………………………………………………………………………………………………
5
2-3 طبقه¬بندی زمین¬لغزش ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 7
2-3-1 ریزش(falls ) ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 8
2-3-2 واژگونی(topple ) ………………………………………………………………………………………………………………………………. 8
2-3-3 لغزش (slide ) …………………………………………………………………………………………………………………………………… 8
2-3-3-1 لغزش دورانی …………………………………………………………………………………………………………………………. 9
2-3-3-2 لغزش انتقالی …………………………………………………………………………………………………………………………. 9
2-3-4 سیلان( flow) ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 9
2-4 عوامل ناپایدار کننده¬ی شیروانی¬ها …………………………………………………………………………………………………………………… 13
2-4-1 مهم¬ترین عوامل داخلی …………………………………………………………………………………………………………………………. 13
2-4-1-1 افزایش فشار آب¬منفذی توده ………………………………………………………………………………………………… 13
2-4-1-2 افزایش وزن مخصوص توده¬ی خاکی …………………………………………………………………………………….. 13
2-4-1-3 زمین شناسی منطقه ……………………………………………………………………………………………………………… 13
2-4-1-4 هندسه و توپوگرافی ………………………………………………………………………………………………………………. 14
2-4-1-5 یخ¬زدگی و ذوب یخ¬ها ……………………………………………………………………………………………………………. 14
2-4-2 مهم¬ترین عوامل خارجی ………………………………………………………………………………………………………………………. 14
2-4-2-1 عملیات ساختمانی ………………………………………………………………………………………………………………… 14
2-4-2-2 پوشش گیاهی ……………………………………………………………………………………………………………………….. 14
2-4-2-3 زلزله و ارتعاشات و تاثیر گسل ………………………………………………………………………………………………. 14

فصل سوم: روش¬های تحلیل پایداری شیروانی¬ها
3-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 15
3-2 تحلیل پایداری شیروانی ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 15
3-3 روش¬های تحلیل پایداری شیروانی¬ها ………………………………………………………………………………………………………………… 16
عنوان صفحه

3-3-1 روش¬های تعادل حدی …………………………………………………………………………………………………………………………… 16
3-3-2 روش¬های آنالیز حدی ……………………………………………………………………………………………………………………………. 18
3-3-3 روش¬های المان محدود( Finite Elements) …………………………………………………………………………………… 19
3-3-4 روش¬های تفاضل محدود( Finite Difference) ……………………………………………………………………………… 19
3-3-5 روش¬های احتمالی …………………………………………………………………………………………………………………………………. 19
3-3-6 روش شبکه¬ی خطوط تغییر طول صفر( Zero Extention Line) …………………………………………………. 20
3-4 سطوح گسیختگی منحنی …………………………………………………………………………………………………………………………………. 20
3-4-1 روش کلی قطعات(Slice Method) یا روش کامل بیشاپ ……………………………………………………………….. 21
3-4-2 روش بیشاپ اصلاحی( Bishop,s Simplified Method) …………………………………………………………… 24
3-4-3 روش مرگنسترن- پرایس ………………………………………………………………………………………………………………………. 25
3-5 ضریب اطمینان ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 26
3-5-1 سطح لغزش بحرانی ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 26
3-5-2 روش خطوط هم ضریب اطمینان …………………………………………………………………………………………………………. 27
3-5-3 روش جستجو ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 27
3-5-4 ضریب اطمینان مجاز ……………………………………………………………………………………………………………………………. 27
3-5-5 شیب بحرانی( Critical Slope) ……………………………………………………………………………………………………….. 28
3-6 تنش کل و تنش مؤثر( Total Stress and Effective Stress) ……………………………………………………………. 29
3-7 شکاف¬های کششی و بارگذاری زلزله ………………………………………………………………………………………………………………… 29
3-7-1 شکاف¬های کششی …………………………………………………………………………………………………………………………………. 29
3-7-2 تحلیل شبه استاتیکی شیب برای بارگذاری لرزه¬ای ……………………………………………………………………………… 30
3-7-3 روش نیومارک( Newmark Method) ………………………………………………………………………………………….. 31
3-7-4 تحلیل دینامیکی شیب¬ها ………………………………………………………………………………………………………………………. 32

فصل چهارم: روش¬های پایدارسازی شیروانی¬ها
4-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 33
4-2 روش اصلاح هندسی شیب ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 34
4-2-1 خاکبرداری در پنجه جهت ایجاد زمینه¬ی تداوم لغزش تا رسیدن به پایداری …………………………………….. 34
4-2-2 برداشت و جایگزینی مصالح لغزشی ………………………………………………………………………………………………………. 34
4-2-3 باربرداری از دامنه به وسیله حفر ترانشه در رأس لغزش و کاهش ارتفاع آن ……………………………………….. 35
4-2-4 باربرداری موضعی در رأس ……………………………………………………………………………………………………………………. 35
4-2-5 کاهش کلی شیب ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 36
4-2-6 تراس بندی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 36
4-2-7 افزایش وزن پنجه به طریق خاکریزی …………………………………………………………………………………………………… 37
4-2-1 روش طراحی و اجرا ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 38
4-3 روش¬های زهکشی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 40
4-3-1 تاریخچه¬ی استفاده از روش¬های زهکشی ……………………………………………………………………………………………… 40
4-3-2 اقسام زهکش¬ها و اصول روش¬های زهکشی ………………………………………………………………………………………….. 40
4-3-2-1 زهکشی سطحی ……………………………………………………………………………………………………………………… 41
عنوان صفحه

4-3-2-2 زهکشی آب¬های زیرزمینی …………………………………………………………………………………………………….. 42
4-3-2-2-1 زهکشی آب¬های زیرزمینی کم¬عمق …………………………………………………………………………………… 42
4-3-2-2-2 زهکشی آ ب های زیرزمینی عمیق …………………………………………………………………………………… 42
4-3-3 نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 45
4-4 پایدارسازی با تکنیک¬های بیومهندسی …………………………………………………………………………………………………………….. 45
4-4-1 اثرات مثبت و منفی پوشش گیاهی در پایدارسازی دامنه¬ها ………………………………………………………………… 46
4-4-1-1 اثرات مثبت …………………………………………………………………………………………………………………………….. 46
4-4-1-2 اثرات منفی …………………………………………………………………………………………………………………………….. 47
4-5 روش¬های پایدارسازی مکانیکی …………………………………………………………………………………………………………………………. 49
4-5-1 سازه¬های حایل یا مقید کننده ………………………………………………………………………………………………………………. 50
4-5-1-1 دیوارهای حایل( Retaining Walls) ……………………………………………………………………………….. 50
4-5-1-2 طراحی دیوار حائل …………………………………………………………………………………………………………………. 51
4-5-1-3 سپر بتنی( Drilled Shaft Walls) ………………………………………………………………………………….. 53
4-5-1-4 دیوارهای پشت¬بند دار( Tieback Walls) ………………………………………………………………………… 53
4-5-2 مسلح کردن شیب …………………………………………………………………………………………………………………………………. 54
4-5-2-1 شمع کوبی( Drive Piles) …………………………………………………………………………………………………. 54
4-5-2-2 میل¬مهارهای خاکی( Soil Nailing) ………………………………………………………………………………….. 55
4-5-2-3 ستون¬های سنگی( stone Columns) ………………………………………………………………………………. 57
4-5-2-4 شبکه¬های مایکروپایل( Reticulated Micropiles) ………………………………………………………. 59
4-5-3 بهسازی خاک( Soil Improvement) …………………………………………………………………………………………….. 60
4-5-3-1 تثبیت خاک بوسیله¬ی آهک …………………………………………………………………………………………………… 60
4-5-3-2 تثبیت خاک به وسیله¬ی سیمان …………………………………………………………………………………………….. 61
4-5-3-3 تثبیت خاک به وسیله¬ی خاکستر بادی …………………………………………………………………………………. 61
4-5-3-4 روش الکترواسمز(Electro Osmosis ) …………………………………………………………………………….. 62

فصل پنجم: مطالعات منطقه¬ای محدوده¬ی مورد مطالعه
5-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 63
5-2 موقعیت منطقه¬ی مورد مطالعه …………………………………………………………………………………………………………………………. 63
5-3 خصوصیات آب و هوایی و اقلیمی منطقه¬ی یاسوج ………………………………………………………………………………………….. 64
1-3-1 آب و هوا ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 64
1-3-2 بارش ماهانه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 65
1-3-3 اقلیم شناسی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 65
5-4 زمین¬شناسی منطقه¬ی مورد مطالعه ………………………………………………………………………………………………………………….. 66
5-5 وضعیت لرزه¬خیزی منطقه¬ی مورد مطالعه ………………………………………………………………………………………………………… 66
5-6 نتیجه¬گیری ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 68

فصل ششم: کاوش¬های صحرایی و مطالعات ژئوتکنیک در محدوده¬ی مورد نظر
6-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 69
عنوان صفحه

6-2 تعیین وضعیت زیر سطحی منطقه¬ی مورد مطالعه …………………………………………………………………………………………… 69
6-2-1 آزمایش¬های آزمایشگاهی ……………………………………………………………………………………………………………………… 70
6-3 تعیین هندسه¬ی شیب ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 74
6-3-1 پلان مقاطع ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 75
6-3-2 مقاطع و لایه¬بندی آنها ………………………………………………………………………………………………………………………….. 75
6-3-2-1 مقطع F-F …………………………………………………………………………………………………………………………….. 75
6-3-2-2 مقطع E-E …………………………………………………………………………………………………………………………….. 76
6-3-2-3 مقطع D-D ……………………………………………………………………………………………………………………………. 77
6-3-2-4 مقطع C-C …………………………………………………………………………………………………………………………….. 78
6-3-2-5 مقطع B-B …………………………………………………………………………………………………………………………….. 79
6-3-2-6 مقطع A-A ……………………………………………………………………………………………………………………………. 80

فصل هفتم: آنالیز پایداری شیروانی با استفاده از نرم¬افزار PLAXIS و Geo Slope
7-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 82
7-2 معرفی نرم¬افزار PLAXIS ……………………………………………………………………………………………………………………………… 82
7-2-1 نحوه¬ی محاسبه¬ی ضریب اطمینان توسط نرم¬افزار PLAXIS ………………………………………………………….. 84
7-3 معرفی نرم¬افزارGEO SLOPE\ slope/w ………………………………………………………………………………………………… 85
7-3-1 نحوه¬ی محاسبه¬ی ضریب اطمینان توسط نرم¬افزار slope/w …………………………………………………………….. 85
7-4 تحلیل پایداری مقاطع مختلف با استفاده از هر دو نرم¬افزار ……………………………………………………………………………… 86
7-4-1 تحلیل پایداری مقاطع در حالت استاتیکی( زهکشی شده) ………………………………………………………………….. 87
7-4-1-1 تحلیل پایداری مقطع F-F ……………………………………………………………………………………………………….. 87
7-4-1-2 تحلیل پایداری مقطع E-E ………………………………………………………………………………………………………. 94
7-4-1-3 تحلیل پایداری مقطع D-D ……………………………………………………………………………………………………… 99
7-4-1-4 تحلیل پایداری مقطع C-C ………………………………………………………………………………………………………. 105
7-4-1-5 تحلیل پایداری مقطع B-B ………………………………………………………………………………………………………. 110
7-4-1-6 تحلیل پایداری مقطع A-A ……………………………………………………………………………………………………… 115
7-4-2 تحلیل پایداری در حالت دینامیکی ( زهکشی نشده) …………………………………………………………………………… 118
7-4-2-1 تحلیل پایداری مقطع F-F ……………………………………………………………………………………………………….. 119
7-4-2-2 تحلیل پایداری مقطع E-E ………………………………………………………………………………………………………. 122
7-4-2-3 تحلیل پایداری مقطع D-D ……………………………………………………………………………………………………… 125
7-4-2-4 تحلیل پایداری مقطع C-C ………………………………………………………………………………………………………. 128
7-4-2-5 تحلیل پایداری مقطع B-B ………………………………………………………………………………………………………. 129
7-4-2-6 تحلیل پایداری مقطع A-A ……………………………………………………………………………………………………… 130

فصل هشتم: نتیجه¬گیری و تحلیل نتایج
8-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 132
8-2 تحلیل نتایج و پایدارسازی نقاط بحرانی مقاطع مختلف ………………………………………………………………………………….. 132
8-2-1 مقطع F-F …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 133
عنوان صفحه

8-2-1-1 تحلیل نتایج و پایدارسازی نقاط بحرانی برای تحلیل در حالت استاتیکی …………………………… 133
8-2-1-2 تحلیل نتایج و پایدارسازی نقاط بحرانی برای تحلیل در حالت دینامیکی( شبه استاتیکی) … 133
8-2-2 مقطع E-E ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 134
8-2-2-1 تحلیل نتایج و پایدارسازی نقاط بحرانی برای تحلیل در حالت استاتیکی …………………………… 134
8-2-2-2 تحلیل نتایج و پایدارسازی نقاط بحرانی برای تحلیل در حالت دینامیکی( شبه استاتیکی) … 134
8-2-3 مقطع D-D …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 135
8-2-3-1 تحلیل نتایج و پایدارسازی نقاط بحرانی برای تحلیل در حالت استاتیکی …………………………… 135
8-2-3-2 تحلیل نتایج و پایدارسازی نقاط بحرانی برای تحلیل در حالت دینامیکی( شبه استاتیکی) … 135
8-2-4 مقطع C-C …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 136
8-2-4-1 تحلیل نتایج و پایدارسازی نقاط بحرانی برای تحلیل در حالت استاتیکی …………………………… 136
8-2-4-2 تحلیل نتایج و پایدارسازی نقاط بحرانی برای تحلیل در حالت دینامیکی( شبه استاتیکی) … 136
8-2-5 مقطع B-B …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 137
8-2-5-1 تحلیل نتایج و پایدارسازی نقاط بحرانی برای تحلیل در حالت استاتیکی …………………………… 137
8-2-5-2 تحلیل نتایج و پایدارسازی نقاط بحرانی برای تحلیل در حالت دینامیکی( شبه استاتیکی) … 138
8-2-6 مقطع A-A …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 138
8-2-6-1 تحلیل نتایج و پایدارسازی نقاط بحرانی برای تحلیل در حالت استاتیکی …………………………… 138
8-2-6-2 تحلیل نتایج و پایدارسازی نقاط بحرانی برای تحلیل در حالت دینامیکی( شبه استاتیکی) … 139
8-3 نتیجه¬گیری کلی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 139
منابع …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 140
پیوست¬ها …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 142

توجه :

عناوین پروژه های موجود در سایت فقط به عنوان معرفی در سایت قرار گرفته اند و هیچ گونه فروش و یا لینک دانلودی ندارند