شماره کتابشناسی ملی
شماره
۱۹۵۹۱پ
زبان اثر
زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن
per
عنوان و نام پديدآور
عنوان اصلي
مطالعه اندرکنش دینامیکی خاک-تونل به روش ترکیبی المان محدود- المان محدود مرزی مقیاس شده و مدلسازی فیزیکی آزمایشگاهی
عنوان اصلي به زبان ديگر
Study on dynamic soil-tunnel interaction with coupled FEM-SBFEM and laboratory physical modeling
نام نخستين پديدآور
/مهران حسن‌زاده
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی عمران
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۷
نام توليد کننده
، افشار
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۵۰ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
مهندسی عمران گرایش ژئوتکنیک
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۷/۰۵/۲۴
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
ازه‌های زیرزمینی جزء مهم‌ترین نیازهای شهرهای مدرن و پرجمعیت کنونی هستند .بسیاری از این سازه‌ها در اعماق کم زمین ساخته می‌شوند که این امر آسیب‌پذیری آنها را در مقابل تغییر شکل‌های زمین افزایش می‌دهد .شهر تبریز در یک ناحیه با ریسک وقوع زلزله بالا قرار گرفته است .با توجه به اهمیت مسئله، در تحقیق حاضر مدلسازی عددی اندرکنش خاک-تونل با استفاده از روش المان محدود مرزی مقیاس شده انجام شده است .روش مرز مقیاس شده یک روش مؤثر برای تجزیه و تحلیل مسائل الاستودینامیک در محیط محدود و نامحدود است .برای بهبود بخشیدن به قابلیت‌های این روش می‌توان آن را با تکنیک بدون المان یا مش ترکیب کرد .همچنین در این رساله روش مرز مقیاس شده درون‌یاب نقاط (SBPIM) برای تحلیل مسئله اندرکنش خاک-تونل ارائه شده است .در روش پیشنهادی، مرزهای محیط با استفاده از مرز مقیاس شده با درون‌یابی نقطه‌ای و داخل محیط با المان محدود مدلسازی شده است .این روش برای اولین بار برای مسائل لرزه‌ای بکار گرفته می‌شود .روش پیشنهادی مزایایی نسبت به روش‌های بدون المان پیشین دارد .در روش مرز مقیاس شده درون‌یاب نقاط، توابع شکل ویژگی‌های تابع دلتای کرونکر را داشته و نیازی به توابع پایه شعاعی برای گسسته‌سازی مرزهای مسائل دوبعدی ندارد .برای صحت‌سنجی عددی، از مثال‌های عددی موجود در منابع معتبر و از نرم‌افزارPlaxis ، استفاده شده است .همچنین یک سری آزمایش میز لرزه برای مطالعه بیشتر مسئله اندرکنش خاک-تونل ترتیب داده شده و نتایج آن برای صحت سنجی مدل ساخته شده عددی بکار برده شده است .برای آزمایشات میز لرزه، مقطع مستطیلی کم عمق از تونل متروی تبریز واقع در خاک ماسه‌ای انتخاب شده و پاسخ لرزه‌ای زمین اطراف و سازه بر روی آن مورد بررسی قرار گرفته است .در مدلسازی آزمایشگاهی از یک میز لرزه با ابعاد عرشه ۲ در ۳ متر و محدوده فرکانس صفر تا ۲۰ هرتز استفاده شده است .برای شبیه‌سازی پاسخ میدان آزاد زمین از یک جعبه برش لایه‌ای به ابعاد ۱ در ۵/۱ در ۱ متر و همچنین برای همانندسازی و صحت در مقایسه بین آزمایشات از سیستم بارانی ماسه برای پر کردن جعبه استفاده شده است .مدل تونل با استفاده از روابط مقیاس ساخته شده و تحت بارگذاری‌های لرزه‌ای هارمونیک و تصادفی قرار گرفته است .نتایج با استفاده از داده‌های شتاب‌سنج‌های نصب شده در داخل جعبه برش و کرنش‌سنج‌های نصب شده بر روی مدل تونل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و ارائه گردیده‌اند .نتایج نشان می‌دهد که وجود تونل در نزدیکی سطح زمین بر پاسخ آن تأثیر گذاشته و بر بزرگنمایی شتاب‌ها می‌افزاید .همچنین روابط انعطاف‌پذیری نسبی تونل‌ها با روابط تحلیلی مقایسه شده است .نتایج بدست آمده از صحت‌سنجی نتایج عددی با مدل آزمایشگاهی نشان می‌دهد که مطابقت بسیار خوبی بین نتایج عددی و آزمایشگاهی وجود دارد
متن يادداشت
Underground structures are one of the most important needs of modern and populated cities. Many of these structures are built in shallow ground depths, thus increasing their vulnerability to ground distortions. Tabriz is a highly-populated city, located in a seismically active region in the north-west of Iran. The seismic impact of possible earthquakes has been an important part of the feasibility study and design of the Tabriz subway. In the present study, given the importance of the problem, numerical modelling of the shallow rectangular section of Tabriz metro tunnel is carried out using scaled boundary finite element method (SBFEM) so as to investigate the seismic response of the structure as well as nearby soil domain. The scaled boundary method is an effective numerical approach for analysing elasto-statics as well as elasto-dynamics of bounded and unbounded media. To enhance abilities of the scaled boundary approach, this method can be coupled with mesh free technology. In this study a point interpolation based scaled boundary method (SBPIM) is proposed to analyse seismic soil-tunnel interaction problems. In the proposed approach, boundary of the domain is modelled with the scaled boundary point interpolation method while the interior domain is modelled by the conventional finite element method (FEM). This is the first time that a mesh-free scaled boundary method is used to analyse seismic problems. The presented method has some advantages over previously presented mesh-free scaled boundary methods. In the SBPIM, the shape functions have the Kronecker delta function property and do not require radial basis functions to discretize the boundary of 2D problems. Numerical results are verified using analytical examples that are provided in the literature. Also, a set of shaking table test is designed and used to verify the proposed method. Experiments are carried out using university of Tabriz shaking table with a deck dimension of 2 to 3 meters and a frequency range of 0 to 20 Hz. In order to simulate the free-field response, a 1 by 1.5 by 1-meter laminar shear box is used. Moreover, for replication and accurately comparing the experiments, a sand pluviation system is adopted to fill the box. The device is configured in a way that soil relative density of 65 inside the shear box is produced. Goumtapa sand is used for the purpose of this investigation. A hammer test is undertaken to estimate the soil shear velocity for implementation in scale equations. It is observed that, soil shear velocity increases with depth due to the increasing confining pressure. Three small scale models are constructed using scale relationships. Two model tunnels are constructed out of aluminum sheets with 1.5mm and 1mm thicknesses. Models are loaded under artificial harmonic and irregular seismic motions. Harmonic set of motions are consisted of sinusoidal waves with 0.35g and 0.5g amplitudes and 3Hz, 5Hz and 8Hz frequencies. Irregular motions are used to obtain small scale model's resonant frequency. Results are analyzed using the data provided by accelerometers with 0.01g accuracy, installed inside the laminar shear box during the preparation process and strain gauges installed on the tunnel model surface. The acceleration and strain gauge recordings are acquired during shaking at a sampling frequency rate of 100Hz by means of 32 channel data logger. A fourth-order Butterworth band-pass filter with low and high cut-off frequency at respectively 0.5 and 50 Hz is applied to the time histories of the recorded acceleration and tunnel bending moments. Results indicate that, peak accelerations decrease with depth in all tests. However it is observed that, there is a difference in acceleration increment of the tunnel and free field, where the tunnel roof accelerometer shows higher amplification with respect to free field at the same burial depth. Also, the tunnel and soil responses increase with higher input frequencies. Moreover, the relative flexibility of the tunnels is compared with analytical relationships. The results indicate that both tunnels behave as a flexible structure with respect to the surrounding soil, as the structural distortions are increased compared to the soil. It is shown that the proposed numerical approach leads to results that are in a good agreement with those of the designed shaking table tests
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Study on dynamic soil-tunnel interaction with coupled FEM-SBFEM and laboratory physical modeling
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )
مستند نام اشخاص تاييد نشده
حسن‌زاده، مهران
مستند نام اشخاص تاييد نشده
Hassanzadeh, Mehran
دسترسی و محل الکترونیکی
يادداشت عمومي
سیاه و سفید
وضعیت فهرست نویسی
وضعیت فهرست نویسی
نمایه‌سازی قبلی
