شماره ركورد
17245
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
17245
پديد آورنده
عليرضا طريقت پيما
عنوان
ارزيابي كاربرد بتن اليافي در طراحي سازهاي تونلسازي مكانيزه
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
سازه
تاريخ دفاع
بهمن ماه 1395
استاد راهنما
دكتر محسنعلي شايانفر
دانشكده
عمران
چكيده
ارزيابي كاربرد سازهاي الياف فولادي، به عنوان مصالح جايگزين ميلگردهاي فولادي در سگمنتهاي پيشساخته پوشش بتني تونلهاي حفاري شده توسط دستگاه حفاري تمام مقطع (TBM) - كه به علت صرفهجويي قابل توجه در هزينه و زمان و همچنين دوام بيشتر، باعث تقاضاي رو به رشدي در زمينه استفاده از آن به عنوان عامل تسليح سازهاي گرديده است – هدف اصلي اين پژوهش ميباشد.
در اﻳﻦ تحقيق، نخست پس از مرور اصول طراحي سازهاي پوشش سگمنتي تونلها، مشكلات استفاده از روش مرسوم تسليح سگمنتها مورد بررسي قرار گرفته است. در ادامه، به عنوان گزينه تكميلي و حتي جايگزين، مباني طراحي سازهاي بتن مسلح اليافي ارائه شده است. سپس با توجه به موضوع پاياننامه كه دلالت بر پژوهشي كاربردي مينمايد، كاربري اين مصالح نوين در طراحي سازهاي، به روش تحقيق مطالعه موردي ارزيابي شده است. در اين راستا، يك تونل سگمنتي بتن آرمه در دست اجرا، پس از تحليل سازهاي با نرمافزار اجزاي محدود ANSYS، با استفاده از بتن اليافي فولادي طراحي مجدد شده و در انتها، دو گزينه بتن آرمه و بتن الياف فولادي مورد مقايسه فني و اقتصادي قرار گرفته است.
بر اساس نتايج اين مطالعه موردي كه با توجه به شرايط زمينشناسي مسير تونل و قطر آن، انتخابي چالش برانگيز براي كاربري بتن اليافي محسوب ميگردد، تسليح تونل سگمنتي با بتن الياف فولادي امكانپذير است. شايان ذكر است مسير تونل از سازندهاي سنگي ضعيف عبور مينمايد و از سوي ديگر سازه مذكور در رده تونلهاي با قطر متوسط به بالا قرار ميگيرد. به منظور تقويت سگمنت در برابر عمدتا شرايط تكيهگاهي غير يكنواخت (تحت فشار جكهاي پيشران)، آرماتورگذاري نردباني صرفا در محدوده درزهاي محيطي سگمنت تعبيه شده است. در نتيجه در پروژهاي كه از لحاظ ژئوتكنيكي در وضعيت ايدآلي قرار نميگيرد، با ارائه يك طرح سازهاي تلفيقي (تركيب بتن اليافي با ميلگرد تقويتي موضعي)، ضمن ايجاد صرفهجويي در زمان و نيروي كار، ميتوان از مزاياي فني استفاده از الياف از قبيل طاقت بالا، مقاومت در برابر ضربه و ترك خوردگي سود جست. از نكات قابل توجه در اين پژوهش، ارزيابي بازتاب غيريكنواختي بستر سگمنت تحت بارگذاري فشار جك ميباشد كه بهطور خاص مورد بررسي قرار گرفته است.
واژههاي كليدي: ماشين حفاري تمام مقطع، سگمنت، بتن اليافي، تنش شكافنده، طراحي تلفيقي.
تاريخ ورود اطلاعات
1396/02/23
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
عليرضا طريقت پيما
چكيده به لاتين
Evaluating of the structural use of steel fibers as a substitute for steel reinforcing bars in precast segments of tunnels excavated by tunnel boring machine (TBM) - that due to the significant cost and time savings as well as greater durability, resulting in growing demand in the context of its use as a structural reinforcement - is the main purpose of this study.
In this study, firstly after reviewing the structural design principles of segmental lining of tunnels, the problems of the conventional reinforcement of segments has been investigated. Then, as a supplementary alternative and even replacement, the basis for fiber concrete structural design has been provided. After that - considering the thesis theme that is an applied research – the application of this new material in structural design has been evaluated using case study methodology. In this regard, a reinforced concrete segmental tunnel (under construction) has been analyzed by FEA software ANSYS and re-designed using the steel fiber concrete and finally, two alternatives (conventionally reinforced concrete and steel fibre concrete) have been compared.
Based on the results of this case study - that considering the geological conditions and diameter of the tunnel, is a challenging choice for fiber concrete usage - reinforcement of segmental tunnel with steel fiber concrete tunnel segment is possible. It is noteworthy that the tunnel passes through poor rock formations and also the structure is one of the tunnels diameters of the top. In order to strengthen the segment against non-uniform support conditions mostly (under advancing jacks), ladder reinforcement has been considered merely at peripheral joints. As a result, in a project that its geotechnical conditions are not ideal, with provision of a hybrid structural solution (combination of fibre concrete with local rebar reinforcement) - in addition to saving time and labor - the technical advantages of fiber such as high toughness, impact and cracking resistance could be used. The striking point in this study is response evaluation of non-uniformity segment support under loading of thrust jack pressure that has been studied in particular.
Keywords: Tunnel Boring Machine (TBM), Segment, Fibre concrete, Bursting stress, Hybrid