لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه
239
برخی از فهرست مطالب
فهرست مطالب :
عنوان صفحه
چکیده
1- مقدمه 1
2- انواع سازههای ساحلی
2-1- تنوع سازههای ساحلی....................... 5
2-2- سازههای ساحلی............................ 6
2-3- اهداف کلی در حفاظت از سواحل.............. 6
2-3-1- دیوارهای ساحلی......................... 7
2-3-2- دیوارهها............................... 8
2-3-3- پوششهای ساحلی.......................... 9
2-3-4- تپه‌های ماسه‌ای.......................... 9
2-3-5- آب‌شکنها................................ 10
2-3-6- دایکها................................. 10
3- مکانیک حرکت موج و تئوری امواج
3-1- مقدمه.................................... 12
3-2- تعاریف................................... 14
3-3- طبقه‌بندی امواج آب.......................... 22
3-3-1- طبقه‌بندی براساس دوره تناوب............... 22
3-3-2- طبقه‌بندی فیزیکی.......................... 24
3-3-3- طبقه بندی ریاضی.......................... 27
3-3-4- طبقه‌بندی براساس ارتفاع موج............... 29
3-4- تئوریهای موج............................... 30
3-4-1- معادلات اساسی حرکت موج.................... 32
3-4-2- تئوری موج دامنه کوتاه.................... 36
3-4-3- امواج استوکس............................. 37
3-4-4- امواج کنویدال............................ 41
3-4-5- نظریه موج تنها........................... 50
3-5- محدودیتهای کاربرد نظریه‌های امواج........... 55
3-6- نتیجه‌گیری.................................. 58
4- دایکهای ساحلی
4-1- مقدمه‌ای بر استفاده از دایکهای ساحلی......... 61
4-2- کلیات....................................... 62
4-2-1- تعاریف.................................... 62
4-2-2-هدف از بکار بردن دایکهای ساحلی............. 62
4-2-3- انواع دایکهای ساحلی....................... 62
4-2-3-1- دایکهای تیپ یک............................ 62
4-2-3-2- دایکهای تیپ دو............................ 63
4-2-3-3- دایکهای تیپ سه............................ 63
4-2-4- مناطق و محدوده‌های بارگذاری.................. 63
4-2-5- نیروهای وارده بر دایکهای ساحلی.............. 64
4-2-6- نقاط و عوامل شکست دایکهای ساحلی............. 65
4-2-6-1- روگذری آب یا سرریز شدن آب از روی تاج...... 65
4-2-6-2- فرسایش درشیب بیرونی....................... 65
4-2-6-3- گوه لغزش در شیب درونی..................... 66
4-2-6-4- کمبود پایداری در خاکریز................... 67
4-2-6-5- روگذری.................................... 68
4-2-6-6- پایپینگ................................... 68
4-2-6-7- اثرات برخورد مواد خارجی بر دایک........... 69
4-2-6-8- اثرات نیروی یخ بر دایک.................... 69
4-2-6-9- روانگرایی................................. 69
4-2-7- آنالیز دایک................................. 69
4-2-7-1- انتهای ساخت............................... 70
4-2-7-2- فروافتادن ناگهانی آب...................... 70
4-2-7-3- تراوش پایدار.............................. 70
4-2-7-4- زلزله..................................... 70
4-2-8- حداقل فاکتورهای اطمینان..................... 70
4-3- طراحی اولیه دایکهای ساحلی..................... 71
4-3-1- پارامترهای حاکم در طراحی.................... 71
4-3-1-1- پارامترهای محیطی مربوط به موج............. 71
4-3-1-2- پارامترهای سازه‌ای......................... 74
4-3-1-3- پارامترهای هیدرولیکی...................... 75
4-3-2- روابط پایداری............................... 78
4-3-2-1- هادسن..................................... 78
4-3-2-2- روش فن در میر............................. 82
4-3-2-3- اثرات شکل آرمور و دانه‌بندی................ 89
4-3-2-4- لایه‌های آرمور متشکل از قطعات بتنی.......... 90
4-3-3- خزش موج..................................... 92
4-3-3-1- کلیاتی مربوط به خزش....................... 92
4-3-3-2- روابط متداول برای محاسبه خزش نسبی موج..... 94
4-3-3-3- شیب متوسط................................. 100
4-3-3-4- تاثیر آبهای کم‌عمق در خزش موج.............. 100
4-3-3-5- اثر زاویه حمله موج........................ 102
4-3-3-6- اثر برم................................... 105
4-3-3-6-1- اثر عرض برم (rB) ..................... 106
4-3-3-6-2- اثر عمق برم (rdh)..................... 107
4-3-3-7- اثر زبری المانها....................... 109
4-3-4- پایین روی موج............................ 111
4-3-5- دبی سرریزی موج........................... 111
4-3-6- عبور موج................................. 118
4-3-6-1- استفاده از ......................... 118
4-3-6-2- روش تفکیک Rc و Hs از یکدیگر............ 118
4-3-7- انعکاس موج............................... 119
4-3-8- محاسبه ضخامت لایه آرمور اولیه............. 119
4-3-9- لایه آرمور ثانویه......................... 121
4-3-10- لایه فیلتر............................... 122
4-3-11- سکوی پنجه............................... 122
4-3-12- هسته.................................... 122
4-3-13- محاسبه عرض تاج.......................... 122
5- آنالیزهای انجام شده توسط Plaxis
5-1- معرفی برنامه Plaxis........................ 124
5-2- آنالیز حساسیت در تعیین تاثیر مش‌بندی........ 125
5-3- روند انجام آنالیز.......................... 128
5-4- آنالیز انتهای ساخت........................ 129
5-5- مرحله نشت پایدار.......................... 131
5-6- مرحله فروافتادگی ناگهانی.................. 134
5-7- آنالیز شبه استاتیکی....................... 136
5-8- آنالیز مربوط به مسلح کردن دایک............ 141
5-9- آنالیزهای مربوط به نشت آب................. 146
6- آنالیز دایک توسط ansys
6-1- یادآوری خروجی Plaxis....................... 150
6-2- هدف از انجام آنالیزتوسط ansys............. 150
6-3- معرفی مدل.................................. 151
6-3-1- مدلسازی................................... 151
6-3-2- مش‌بندی.................................... 152
6-3-3- بارگذاری.................................. 153
6-3-4- انجام آنالیز.............................. 154
6-4- اهمیت ماکرو در پروژه مذکور.................. 154
6-5- بررسی خروجی‌های برنامه....................... 154
6-5-1- تفسیر نتایج نوع اول....................... 157
6-5-1-1- Sx....................................... 157
6-5-1-2- Sy....................................... 160
6-5-1-3- Von mises................................ 162
6-5-2- تفسیر نتایج نوع دوم......................... 163
6-6- نتیجه......................................... 166
7- نتیجه‌گیری و پیشنهادات
منابع و ماخذ
فهرست منابع فارسی
فهرست منابع غیرفارسی
مراقبت از جان و مال انسانها در قسمتهای ساحلی، بخصوص در مناطقی که شیب ساحل نسبت به بستر دریا کم می‌باشد متخصصین را بر آن داشت تا برای حفاظت از انسانها و هرآنچه به آنها وابسته است از انواع متفاوتی از سازههای حفاظتی استفاده کنند.
با توجه به تنوع و تعدد سازههای مذکور، استفاده از هر کدام منوط به شرایط خاص مربوط به خود می‌باشد. از آنجا که بحث اصلی در ارتباط با دایکهای حفاظتی است مطالب مربوط به آن در قالب 6 فصل بجز این فصل و همچنین 5 ضمیمه تنظیم گردیده است بطوری که فصل اول (فصل حاضر)، اختصاص به نحوه و روند انجام پروژه دارد.
فصل دوم، در ارتباط با سازههای ساحلی و نکات مهم مطرح در طراحی هر یک از آنها می‌باشد.
به علت اهمیت بسیار بالای موج در طراحی کلیة سازههای دریایی به عنوان یک نیروی مهم، در فصل سوم بحث مفصلی پیرامون مکانیک حرکت موج مطرح می‌گردد.
در فصل چهارم روابط طراحی و هر آنچه که به طراحی و آنالیز دایک مربوط می‌گردد، ارائه میشود و در نهایت در دو فصل پنجم و ششم آنالیز یک دایک و بررسی متغیرهای مختلف با تغییر پارامتر شیب مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.
بررسی متغیرهایی مانند نشت، اثر پردة آب‌بند، تاثیر پتوی رسی، دخالت مسلح‌سازها و همچنین آنالیزهایی چون آنالیز انتهای ساخت، آنالیز نشت پایدار و در نهایت آنالیز زلزله بصورت شبه استاتیکی، مواردی است که در قالب فصل پنجم با نرم‌افزار plaxis مورد بررسی قرار می‌گیرد.
هنگامی که بحث معطوف به بررسی تنش‌ها در پیکرة دایک می‌گردد و همچنین زمانی که مدلسازی دقیق یک موج به شکل یک نیروی دینامیکی وابسته به زمان به قصد تحلیل دایک، به عنوان هدف اصلی مطرح میشود نرم‌افزار ansys به عنوان گزینة اول انتخاب می‌گردد. آنالیزهای انجام شده توسط ansys در مبحث ششم ارائه میشود. در آخر نتایج و پیشنهاداتی در ارتباط با موضوع مطرح شده بیان می‌گردد.
قابل ذکر است که برای تفهیم هرچه بیشتر این موضوع، ضمایمی تنظیم شده است که مطالعة آنها، تصویری روشن‌تر از آنچه در محتوای این پروژه وجود دارد، نشان می‌دهد.
در ضمیمة یک به عملیات مدلسازی موج در ژاپن به قصد بررسی تاثیرات تسونامی بر دایک و محاسبه فشارهای ایجاد شده بر آن، اختصاص دارد.
ضمیمة دوم به رابطة گودا جهت محاسبة فشار موج در نواحی عمیق و کم‌عمق مربوط می‌گردد.
در ضمیمة سوم برنامه مکملی تحت ویژوال بیسیک جهت استخراج خروجی‌های مهم مربوط به مکانیک موج ارائه می‌گردد و در نهایت در ضمایم چهارم و پنجم خروجی‌های برنامه‌های Plaxis و ansys در قالب فصولی جدا مطرح میشود.
2-1- تنوع سازههای ساحلی
گستره سازههای ساحلی به اندازه‌ای وسیع است که به نوعی دربرگیرندة طیف وسیعی از انواع مختلف سازهها می‌باشد. بطوری که این سازهها با اهداف متنوعی ساخته می‌شوند.
در حالت کلی این نوع سازهها را می‌توان به دو دسته طبقه‌بندی کرد:
الف) سازههای ساحلی
ب) سازههای فراساحلی
با توجه به تعدد سازههای ساحلی می‌توان کاربردهای متفاوتی را برای آنها متصور شد، کاربردهایی چون امکان پهلوگیری شناورها، احیاء زمین، حفاظت سواحل در برابر امواج و فرسایش، نصب خطوط انتقال نفت و گاز و همچنین احداث سدهای حفاظتی به منظور مقابله در برابر امواج و جزر و مد.
در نقطه مقابل سازههای ساحلی، سازههای فراساحلی قرار دارند. همانطور که از نام این نوع سازهها مشخص است، سازههای فراساحلی، سازه‌هایی هستند که در اعماق و دور از ساحل احداث می‌شوند. نحوة احداث این نوع سازهها، عمدتاً بصورت پیش ساخته است که پس از حمل به محل نصب منتقل گشته و اجرا می‌شوند.
سازه‌هایی چون سکوهای دریایی، مخازن زیردریایی و خطوط انتقال نفت و گاز در زمرة این نوع سازهها قرار دارد.
با توجه به اینکه موضوع مطرح در این تحقیق مربوط به دایکلهای ساحلی است، لذا از پرداختن به سازههای فراساحلی خودداری میشود.
2-2- سازههای ساحلی
در یک طبقه‌بندی کلی موارد زیر در گروه سازههای ساحلی قرار می‌گیرند.
الف – سازههای حفاظت ساحلی
ب – سازههای پهلوگیری شناورها
ج – سازههای صنایع دریایی
د – خطوط انتقال نفت و گاز و . . . از دریا
2-3- اهداف کلی در حفاظت از سواحل
چهار اصل در مبحث حفاظت از سواحل مطرح میشود:
الف – حفاظت از سازهها و تاسیسات مستقر در ساحل در برابر برخورد امواج دریا
ب – تثبیت موقعیت خط ساحلی
ج – حفاظت از زمینهای ساحلی
د- حفاظت و نگهداری برخی از تاسیسات تفریحی
طرحهای حفاظت از سواحل با توجه به عملکرد به دو دسته تقسیم می‌شوند:
الف – مواردی که عملکرد آنها مبتنی بر کاهش سرعت جریان، ته‌نشین ساختن و تثبیت ماسه‌های معلق در محل موردنظر است. مانند موج شکنها[1]، آب‌شکنها[2]، اسکله‌های عمومی[3]
ب – مواردی که ارتباطی با ماسه‌های معلق و ته‌نشینی آنها نداشته و صرفاً باعث مصون و محفوظ نگهداشتن ساحل و تاسیسات روی آن در مواجهه باامواج میشود مانند دایکها، دیوارهای دریایی[4]، پوششهای ساحلی[5] و دیوارهها[6].
دیوارهای دریایی به همراه دیوارهها از نظر طراحی با مقداری اختلاف مشابه یکدیگرند. دیوارهها در ابتدا باید در مقابل رانش خاک مقاوم باشد و سپس سیستمی مقاوم در برابر امواج را تشکیل دهند. در حالی که دیوارهای ساحلی در مرتبة نخست در برابر امواج طرح می‌شوند و سپس بحث رانش کنترل می‌گردد.
با توجه به تعدد سازههای ساحلی و فراساحلی، از پرداختن به همة آنها خودداری میشود و تنها به ذکر توضیحاتی مختصر در ارتباط با سازههای مهم ساحلی بسنده می‌گردد.
2-3-1- دیوارهای ساحلی
دیوارهای دریایی سازه‌هایی هستند که تقریباً نزدیک ساحل و به موازات آن ساخته می‌شوند. این سازهها تنها از زمینهای مجاور خودشان محافظت می‌کنند. نکات مورد توجه در طراحی آنها عبارتند از کاربرد و شکل فوقانی سازهها، محل مناسب با توجه به نوار ساحلی، طول، ارتفاع، پایداری خاک و سطح آب.
نوع کاربرد سازه، انتخاب شکل آن را میسر می‌سازد. شکل سازه ممکن است به صورتهای متفاوتی باشد. عمودی، مایل، منحنی محدب و مقعر و پله‌ای که هر کدام عملکرد بخصوصی دارند.
این نوع سازهها، نسبت به دیوارهها و پوششها، حجیم‌تر می‌باشد. زیرا این سازهها باید در مقابل کل نیروی امواج مقاومت کنند.
بنابراین به اختصار می‌توان گفت که این نوع سازهها معمولاً برای محافظت ساحل از اثرات ممتد فرسایش و کاهش خطرات ناشی از برخورد امواج احداث می‌شوند.
2-3-2- دیوارهها
در طراحی دیوارهها توجه به موارد زیر، الزامی است.
1- امواج، تراز جزر و مد، عمق آب
1-Breakwaters
2- Groins
3- Jetties
1- Seawalls
2- Revetments
3- Bulkheads
تحقیق و بررسی در مورد به دست آوردن شیب بهینه دایکهای ساحلی در مواجه با امواج توسط