13078

13078

مدلسازي فرآيند فرورفت شمعهاي كوبشي به روش عددي

كارشناسي ارشد

عمران - مكانيك خاك و پي

اسفند ماه 1392

اسفند ماه 1392

دكتر محمد حسن بازيار - دكتر ياسر جعفريان

چكيده شبيه سازيِ فرايندهاي طبيعي و واقعي جهت حصول نتايجي مشخص، باعث صرفه جويي قابل توجهي از جهت هزينه و زمان مي گردد. در رساله حاضر از روش اجزاي مجزا براي مدل سازي ضربه-فرورفت شمع هاي لوله اي ته باز در خاكهاي ماسه¬اي با دانه بندي يكنواختاستفاده شده است. هدف از اين پايان نامه بررسي پارامترهاي مؤثر از قبيل ميزان تخلخل خاك و بار وارده بر تشكيل يافتن پديده پلاگ در داخل شمع و ميزان فرورفتن شمع در خاك مي باشد. بارگذاري به دو صورت شبه استاتيكي و ديناميكي صورت پذيرفته است. بررسي هاي صورت گرفته حاكي از آن است كه با افزايش ميزان تخلخل خاك و با ثابت بودن بار وارد بر شمع ميزان فرورفت شمع افزايش مي يابد. همچنين افزايش بار وارد باعث فرورفت بيشتر شمع مي گردد. در بارگذاري شبه استاتيكي به سبب ماهيت بارگذاري شمع در ابتدا به خوبي در خاك فرو مي رود و اين روند تا جايي ادامه مي يابد كه به دليل متراكم شدن خاك اطراف نوك شمع، به تدريج از فرو رفت شمع در خاك كاسته شده و از جايي به بعد تقريباً متوقف مي گردد. اين نتايج با نتايج تحقيقات پيشين در زمينه اعمال بار استاتيكي و شبه استاتيكي هم خواني دارد. نرم افزاري كه در اين تحقيق مورد استفاده قرار گرفته است، بر پايه روش اجزاء مجزاء مي باشد. نرم افزارPFCمحيط خاك را به صورت دانه اي و مجزاء نزديك به واقع مدل مي نمايد. تا كنون تلاشهاي بسياري براي مدل سازي كامل فرآيند ضرب و فرورفت شمع توسط نرم افزار PFCبه عنوان بهترين نرم افزار اجزاي مجزا صورت گرفته است اما هيچكدام به طور كامل نتوانسته اند اين فرآيند را توسط اين نرم افزار مدل نمايند. در رساله حاضر مدلي كامل از شمع و خاك اطراف آن تهيه گرديده و فرآيند ضربه-فروفت شمع در خاك به صورت نسبتاً كامل شبيه سازي شده است. اهميت كاربردي اين شبيه سازي درآنجاست كه بامدل سازي مناسب فرآيند ضربه و فرورفت شمع هاي فولادي ته باز خواهيم توانست با شناسايي بهترخواص مكانيكي مرتبط با فرآيند احداث شمع به نتايجي دست يابيم كه به طراحي بهينه و اقتصادي تراينگونه شمع ها بيانجامد. واژه‌هاي كليدي:شمع فولادي ته باز، روش اجزاي مجزا، ضربه –فرورفت، شبيه سازي، خاك ماسه¬اي