-
شماره ركورد
27418
-
پديد آورنده
احسان حقيقي
-
عنوان
بررسي عددي-آزمايشگاهي جداگرهاي مختلف در كنترل ارتعاشات ناشي از خطوط ريلي در سازه ها
-
مقطع تحصيلي
دكتري تخصصي (PhD)
-
رشته تحصيلي
مهندسي راهآهن- خط و سازههاي ريلي
-
سال تحصيل
1394
-
تاريخ دفاع
1401/6/15
-
استاد راهنما
سيد جواد ميرمحمدصادقي
-
استاد مشاور
مرتضي اسماعيلي
-
دانشكده
مهندسي راهآهن
-
چكيده
تكيه گاههاي الاستيك معمولاً در هنگام ساخت و ساز در زير ستون ساختمانها نصب ميشوند تا ساختمانها را در برابر ارتعاشات آزار دهنده ناشي از ترافيك ريلي جدا كنند. عليرغم تحقيقات مختلف بر روي عملكرد جداسازها، اثربخشي لايه ارتجاعي زير پي به عنوان يك اقدام متقابل سادهتر و كمهزينهتر (در مقايسه با تكيه گاههاي الاستيك) مورد مطالعه و استفاده قرار نگرفته است. رساله حاضر به توسعه دانش جداسازي ساختمانها به كمك لايه ارتجاعي زير پي پرداخته است. در راستاي دستيابي به اهداف پژوهش، ابتدا يك مدل المان محدود/نامحدود در نرم افزار آباكوس توسعه داده شد. اين مدل شامل محيط خاك، خاكريز راه آهن، تشك ارتجاعي و ساختمان است. عملكرد لايه ارتجاعي به كمك تحليل پارامتري گسترده بر روي نوع خاك، مدول بستر لايه ارتجاعي و فركانس غالب بارگذاري مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بهدستآمده نشان داد كه اگرچه لايه جداساز ميتواند به طور قابلتوجهي ارتعاشات ساختمان را كاهش دهد، با اين وجود عملكرد آن به طور چشم گيري (تا 70%) تحتتاثير محيط خاك زير آن قرار دارد. هرچه خاك نرمتر باشد، كارايي لايه جداساز كمتر است. همچنين، با افزايش فركانس تحريك قطار، عملكرد بهتري از لايه جداساز مشاهده شد. اگرچه عملكرد لايه ارتجاعي زير پي در كنترل ارتعاشات مزاحم زميني با استفاده از مدل عددي نشان داده شد، اما هيچگونه شواهد تجربي در اين رابطه وجود نداشت. براي رفع اين نياز نيز يك مدل آزمايشگاهي در شرايط 1-g توسعه داده شد. اين مدل شامل ظرف خاك، خاك، ساختمان و لايه ارتجاعي است. از طريق بارگذاريهاي ديناميكي مختلف (شامل بار ضربه اي و هارمونيكي)، نشان داده شد كه بيشترين كاهش ارتعاش زماني رخ مي دهد كه فركانس جداسازي كوچكتر از فركانس مود اول سقف ساختمان باشد. همچنين مشخص شد كه لايههاي ارتجاعي زماني مؤثرتر هستند كه فركانسهاي تحريك نزديك به فركانسهاي مود اول كف باشد. اين به دليل تأثيرات پيشگيرانه جداكنندهها در بروز پديده تشديد در كف ساختمان است. از سوي ديگر روش جداسازي (يعني تكيه گاههاي ارتجاعي و لايه ارتجاعي زير پي) به ندرت براي سازه هاي موجود، به ويژه براي ساختمانهاي حساس يا تاريخي، كاربردي و عملي خواهد بود. در چنين شرايطي، تزريق يك لايه گروت نرم در خاك زير پي سازه يك راه حل واقع بينانه است كه اثربخشي آن قبلا براي كنترل امواج لرزه اي ثابت شده است. با اين حال، عليرغم نياز مبرم صنعت ريلي به روشي موثر و عملي براي كاهش ارتعاشات ناشي از راهآهن در ساختمانهاي موجود مجاور خط، استفاده از روش تزريق گروت نرم براي كنترل ارتعاشات در محل گيرنده هنوز مورد مطالعه ويژه اي قرار نگرفته است. از اين رو در انتهاي رساله حاضر به كمك مدل عددي توسعه داده شده كارايي روش تزريق گروت نرم زير پي مورد بررسي اوليه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه گروت نرم ميتواند بيش از 10 دسيبل سطح ارتعاشات را كاهش دهد. با اين حال عملكرد اين لايه كاملا تحت تاثير محيط خاك قرار دارد. به طور كلي، هرچه گروت نرمتر و خاك سفتتر باشد، عملكرد بهتري از گروت نرم حاصل ميشود.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1401/09/08
-
عنوان به انگليسي
Numerical-experimental study of different isolators in the control of railway-induced vibrations in buildings
-
تاريخ بهره برداري
9/6/2023 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
احسان حقيقي
-
چكيده به لاتين
Elastic bearings are usually installed under buildings during construction in order to isolate buildings from generally ruinous subway-induced vibrations. Despite various investigations on isolators' performance, the effectiveness of under foundation resilient mat as a simpler and less costly countermeasure (compared to elastic bearings) has been only studied and used at the source (i.e. machine foundation & railway track). In this regard, the present study is devoted to developing the knowledge of isolation of new buildings with the aid of an elastic layer under the foundation and also existing buildings by soft grout injection method under the foundation. To this end, a finite/infinite element model of a building and its surrounding soil media was developed. It includes an elastic soil media, a railway embankment, a resilient mat, and the building. The model results were validated using analytical and numerical solutions reported in the literature. The performance of resilient mat was examined by an extensive parametric analysis on the soil type, bedding modulus of resilient mat, and dominant excitation frequency. The results obtained indicated that although the shock mat can substantially reduce the building vibrations, its performance is significantly influenced by its underneath soil media. The softer the soil, the lower the shock mat efficiency. Also, as the train excitation frequency increases, better performance of shock-mats is observed. Although the performance of the under the foundation resilient mat in controlling annoying ground vibrations was shown using the numerical mode, there is a palpable lack of empirical evidence in this regard. To fill this gap, a laboratory model in the 1-g condition was developed. It includes a soil container, soil, building, and resilient mat with harmonic and impulsive excitations. Through various dynamic tests, it was shown that the best vibration suppression occurs when the isolation frequency is smaller than the natural frequency of the floor. Higher excitation frequencies also improve isolation effectiveness. It was found that the resilient mats are most effective when the excitation frequencies are close to the natural frequencies of the floor owing to the preventive impacts of isolators on the incidence of resonance in the floor. Finally, the effect of a soft V-shaped grouted layer on vibration mitigation on the ground was evaluated via a parametric analysis that determined the impacts of soil type, grout specifications, and train speed. The obtained results clearly indicated that a softer isolator (i.e., the grouted layer) in combination with stiffer soil provides the best configuration for attenuating the subway-induced vibrations. Furthermore, the injection angle and train speed were shown to have minimal impacts on the isolator performance.
-
كليدواژه هاي فارسي
ارتعاشات زميني , جداسازي پايه , لايه ارتجاعي , گروت نرم , روش اجزا محدود , مدلسازي فيزيكي
-
كليدواژه هاي لاتين
Ground-borne vibration , base isolation , Elastic layer , Soft grouting , finite element method , Physical modeling
-
Author
Ehsan Haghighi
-
SuperVisor
Dr. Mir Mohammad Sadeghi
-
لينک به اين مدرک :