دانلود مقاله مدلسازی عددی سیستم خاک – لوله و بررسی پاسخ لوله های مدفون به گسیختگی زمین ناشی از زلزله در شرایط دفن عمیق

word قابل ویرایش
7 صفحه
5700 تومان

خلاصه

خطوط لوله بهترین وسیله برای انتقال منابع آب ، گاز و فاضلاب جهت ارائه خدمات شهری ، کشاورزی ، صنعتی و حمل و نقل می باشد. گسیختگی زمین در اثر زلزله نظیر زمین لغزش ، گسلش و فرونشست منجر به آسیب دیدگی لوله ها ، بروز خسارات مالی و قطع ارتباط و خدمات و مختل شدن چرخه زندگی می شود . با توجه به اهمیت موضوع و ارائه روشهای طراحی مناسب و ایمن ، مدل عددی دو بعدی سیستم مرکب خاک – لوله تهیه شده است. روابط تحلیلی موجود برای تخمین نیروهای اوج ایجاد شده در جداره لوله در اثر حرکات جانبی خاک بعلت گسیختگی زمین و نتایج آنالیز مدل اندرکنشی خاک و لوله در ماسه نشان می دهد که در اعماق دفن زیاد ، روابط موجود تخمین مناسبی برای نیروهای اوج بدست نمی-

دهد. از اینرو در این مطالعه ضمن بررسی و مقایسه مدل عددی با مدلهای فیزیکی ، آنالیزهای متعددی برای بررسی تاثیر ارتفاع خاکریز بر رفتار نیرو– تغییر مکان لوله و یافتن عمق بحرانی در ماسه انجام شده و نتایج بدست آمده برای استفاده در طراحی خطوط لوله مدفون درماسه برای شرایط دفن عمیق ارائه شده است.

کلمات کلیدی: لوله های مدفون ، حرکت زمین ، اندرکنش خاک – لوله ، آنالیز عددی .

مقدمه

طراحی مقاوم خطوط لوله مدفون در برابر زلزله ، مستلزم درک پاسخ خط لوله به حرکات زمین است. این حرکات ممکن است از گسیختگی شیروانیها ، گسلش ، زمین لغزش ، روانگرایی ، خاکبرداری و حفاری های شهری و نشستهای بزرگ زمین بوجود آید. در چنین شرایطی بعلت حرکت نسبی بین خط لوله و خاک اطراف آن ، به لوله بار وارد می شود. فرمول استاندارد نیرو – تغییر مکان برای اندرکنش جانبی خاک و خط لوله در ماسه توسط ALA

(اتحادیه خطوط لوله آمریکا) در “دستورالعمل طراحی لوله های مدفون فولادی” ارائه شده است .[۱] مطابق این دستورالعمل حداکثر نیروی جانبی وارد بر خط لوله مدفون در ماسه ، در واحد طول لوله (Pu) از رابطه زیر بدست می آید :

(۱)

که در آن : وزن موثر خاک ؛ : عمق دفن از سطح زمین تا مرکز خط لوله ؛ : قطر خارجی لوله و : فاکتور ظرفیت باربری که تابعی از زاویه اصطکاک داخلی خاک و نسبت هستند. گرچه تستهای انجام شده نشان می دهد که حداکثر نیروی وارده بر لوله در تغییرمکانهای نسبی بزرگ کاهش می یابد ولی در رابطه فوق فرض بر اینست که نیروی پس از رسیدن به مقدار حداکثر ثابت می ماند. رابطه تجربی فوق بر اساس یک مدل سازه ای نشان داده شده در شکل (۱) بدست آمده که در آن خاک اطراف لوله بصورت فنرهای مستقل ازهم درنظر گرفته شده است . این رابطه از نتایج تحقیقات محققانی نظیر Oversen and Stromann [2] ، Audibert and Nyman [3] ، و Trautmann and O’Rourke [4] برای نسبت عمق دفن های بدست آمده و برای شرایط دفن عمیق جوابهای صحیحی ارائه نمی دهد.

۱ دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی خاک و پی

۲ دانشیار
۳ دانشجوی دوره دکتری و بورسیه هیئت علمی

۱

در این مطالعه ، اندرکنش خاک – خط لوله تحت حرکات جانبی در ماسه مورد مطالعه قرار گرفته است. بازبینی راه حل های تحلیلی مختلف انجام شده روی لوله ها یا مهارهای نواری نشان می دهد که اختلاف زیادی در محاسبه نیروی اوج بی بعد برای اعماق زیاد وجود دارد .

شکل -۱ مدل سازه ای ایده آل خاک بصورت فنرهای مستقل بجای مدل سه بعدی واقعی (ASCE 2001)

بعلاوه اطلاعات در مورد تغییر وضعیت از حالت سطحی به عمق زیاد محدود است. برای بررسی این پدیده یک مدلسازی عددی به روش تفاضل محدود انجام گرفته است . نتایج ابتدا با داده های آزمایش انجام شده توسط Hurley and Phillips [5] مقایسه و سپس آنالیزها برای نسبتهای دفن بزرگتر انجام شده است.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 5700 تومان در 7 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد