عنوان

بررسی آزمایشگاهی و عددی استفاده از بتن فوق توانمند حاوی الیاف برای بهبود ترک‌خوردگی قطعات پیش ساخته بتنی (سگمنت) ناشی از نیروی تراست دستگاه TBM

شماره

۵۰۰۸پ

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

فارسی

عنوان اصلي

بررسی آزمایشگاهی و عددی استفاده از بتن فوق توانمند حاوی الیاف برای بهبود ترک‌خوردگی قطعات پیش ساخته بتنی (سگمنت) ناشی از نیروی تراست دستگاه TBM

نام عام مواد

[پایان نامه]

نام نخستين پديدآور

اسماعیل غلامی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

صنعتی سهند

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۲

نام خاص و کميت اثر

۱۹۰ص.

ساير جزييات

مصور، جدول، نمودار

مواد همراه اثر

CD

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

مهندسی عمران- سازه

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۲/۰۴/۰۱

متن يادداشت

‌سگمنت‎ها تحت طیف ‌گسترده‌ای از بارگذاری‌ها قرار می‌گیرند. در طول فرآیند ساخت تونل، پس از مونتاژ یک رینگ کامل، TBM با فشار دادن جک‌های تراست خود بر روی پد‌های تحمل¬‌کننده قرار گرفته بر روی رینگ آخر، رو به جلو حرکت می‌کند. بنابراين، نیروی جک‌ها در طی فرآيند حفاري توسط کاترهد به رینگ قبلی اعمال می‌شود. میزان این نیرو بستگی به عوامل متعددی نظیر نوع زمین مقابل TBM، نیرو اصطکاک بین زمین و شیلد، نیروی برشی مقابل TBM، تعداد جک‌ها و همچنین پیکربندی آن‌ها دارد. عواملی همچون نیروی تراست بیش از حد و یا همراه با خروج از مرکزیت، پله-داری و فاصله¬داری باعث تشدید تاثیر نیروی تراست بر روی سگمنت‌ها خواهد شد. اگرچه نیروی تراست به طور موقت اعمال می‌شود، اما یکی از مهمترین بارهای وارده بر سگمنت بوده و می‌تواند باعث ایجاد ترک و آسیب جدی به سگمنت‌ها شود. یکی از اهداف اصلی این تحقیق ارزیابی عملکرد بتن فوق توانمند حاوی الیاف بازیافتی در سگمنت‌های تونلی است. برای دست¬یابی به این هدف، دو نوع سگمنت ترکیبی جدید معرفی گردید. سگمنت ترکیبی نوع اول، ترکیبی از هسته ساخته شده با بتن مسلح و نوار حاشیه‌ای دور تا دور به از بتن فوق توانمند حاوی الیاف بازیافتی است و سگمنت ترکیبی نوع دوم، ترکیبی از هسته ساخته شده با بتن مسلح و نوارهای حاشیه‌ای بالایی و پایینی از بتن فوق توانمند حاوی الیاف بازیافتی است. برای این منظور ابتدا یک بررسی آزمایشگاهی بر روی خواص مکانیکی بتن‎های فوق توانمند حاوی الیاف فولادی بازیافتی شامل خواص فشاری، کششی و خمشی انجام شد. سپس یک برنامه تحقیقاتی آزمایشگاهی و عددی بر روی سگمنت‌های کوچک مقیاس (نمونه‌های پانلی) تعریف گردید. در این مرحله یک نیروی محوری معادل نیروی تراست TBM بر روی 2 نوع نمونه پانلی ترکیبی، نمونه پانلی بتن مسلح و نمونه پانلی بتن فوق توانمند حاوی الیاف فولادی اعمال گردید. برای بررسی عملکرد دقیق‌تر و واقعی‌تر نمونه‌ها، علاوه‌بر شرایط ایده‌آل تکیه‌گاهی، سه حالت رایج نقص در ناحیه تکیه‌گاهی (نقص در یک طرف، نقص در وسط و نقص در دوطرف) شبیه‌سازی گردید. سپس از نتایج بدست آمده برای نمونه‎های کوچک مقیاس برای راستی‌آزمایی مدل‌سازی نمونه‌های مقیاس واقعی استفاده گردید. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، مشاهده شد که عرض ترک، نیروی شروع ترک‌خوردگی و سازگاری با محیط زیست سگمنت‌های بتن فوق توانمند حاوی الیاف بازیافتی و دو نمونه سگمنت ترکیبی معرفی شده در مقایسه با سگمنت‌های بتن مسلح معمولی بهتر است. بطور مثال در شرایط تکیه‌گاهی D1-10، عرض ترک در سگمنت‌های ترکیبی نوع اول و دوم نسبت به سگمنت بتن مسلح نوع اول بیش از 12 برابر کاهش می‌یابد، مقدار این کاهش برای سگمنت بتن فوق توانمند حاوی الیاف بازیافتی در حدود 60 برابر است. همچنین نیروی شروع اولین ترک‌خوردگی برای سگمنت بتن مسلح نوع اول در شرایط تکیه‌گاهی D1-1 برابر 16/1 مگا نیوتن است، یعنی کمتر از 65% نیروی تراست میانگین. در حالیکه مقدار ان نیرو برای سگمنت‌های ترکیبی نوع اول و دوم بالاتر از 50/2 مگا نیوتن است که از نیروی تراست میانگین بالاتر است. این نیرو برای سگمنت بتن فوق توانمند حاوی الیاف بازیافتی به 93/2 مگا نیوتن می‌رسد.

متن يادداشت

Precast concrete tunnel segments are subjected to a wide range of loadings. one of the most important loadings is the force caused by TBM thrust jacks. In fact, during the tunneloperation phase , after assembling a complete ring, the TBM moves forward by pressing its thrust jacks on the bearing pads, which placed on the last ring. Therefore, during the drilling process by the cutterhead, the thrust force of TBM jacks is applied to the previous ring. Amount of this force depends on several factors such as type of the soil in front of the boring machine, number of jacks and their configuration. Factors such as excessive thrust force, eccentricity, joint dislocation and gap will intensify the effect of thrust force on segments. Although thrust force is applied temporarily, it can cause cracks and serious damage to the segments. One of the main goals of this research is to evaluate ultra-high-performance fiber reinforcement concrete, containing recycled fibers in segmental tunnel lining. To achieve this goal, at the first stage, an experimental investigation was conducted on the mechanical properties of ultra-high-performance recycled fiber reinforcement concrete, including compressive, tensile and flexural properties. Then an experimental and numerical research program was developed including small scale segments (panel samples). In this step, an axial force, equivalent to the TBM thrust force, was applied on four different types of panel samples. In order to check the performance of these samples more accurately and realistically, in addition to the continuous support conditions, three discontinuous supports (loss of support in the middle, loss of support in one side, loss of support in two sides) were simulated. Then the results obtained from scaled panel samples were used to verify full-scale segments modeling. Another goal of this research is to present a new hybrid design for tunnel segments, using ultra-high-performance recycled fiber reinforcement concrete, in order to reduce significantly consumption of reinforcing bars, despite the significant increase in the tunneling segments performance. According to the obtained results, it was observed that ultra-high-performance recycled fiber reinforcement concrete segments, have a good ability to reduce growth of cracks, caused by thrust force. The new hybrid reinforced designs showed a better performance compared to the conventional reinforced concrete segments. The crack width, starting force of the first crack and environmental parameters of ultra-high-performance recycled fiber reinforcement concrete segment and two new hybrids reinforced designs are better compared to conventional reinforced concrete segment.

عنوان گونه گون

Experimental and Numerical Investigation on Using Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete for Improvement of Cracking on Precast Tunnel Segments due to TBM Thrust Force

موضوع مستند نشده

سگمنت بتنی

موضوع مستند نشده

ترک‌خوردگی

موضوع مستند نشده

نیروی تراست

موضوع مستند نشده

بررسی آزمایشگاهی و مدل‌سازی عددی

اصطلاح موضوعی

سگمنت بتنی، ترک‌خوردگی، نیروی تراست، بتن فوق توانمند حاوی الیاف بازیافتی، بررسی آزمایشگاهی و مدل‌سازی عددی

مستند نام اشخاص تاييد نشده

غلامی، اسماعیل

عنصر شناسه اي

افشین

عنصر شناسه اي

چرختاب بسیم

عنصر شناسه اي

شرقی

ساير عناصر نام

، حسن

ساير عناصر نام

، محمد

ساير عناصر نام

، محمد

کد نقش

استاد راهنما

کد نقش

استاد مشاور

کد نقش

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

صنعتی سهند

کشور

ایران

سازمان

دانشگاه صنعتی سهند

شماره بازیابی

عمران، ۳۰۳۴۱، ۱۴۰۲

فرمت انتشار

p

نوع ماده

TF

کد کاربرگه

92029

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y