دانلود پایان نامه+سمینار بررسی اثر فشار سینه کار بر نشست سطح زمین در تونل سازی سپری با تعادل فشار زمین (EPB) با استفاده از نرم افزار PLAXIS 3D TUNNEL  (نسخه WORD-قابل ویرایش)

ﺣﻔﺮ ﺗﻮﻧﻞ در زﻣﯿﻦ ﻫﺎي ﺳﺴﺖ و رﯾﺰﺷﯽ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺳﭙﺮﻫﺎي ﻓﻮﻻدي اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﺷﻮد . بطور کلی به تونلزنی مکانیزه در زمین های نرم، تونلزنی سپری اطلاق می شود. در تونلسازی با استفاده از سپر سیستم سپر نقش نگهداری موقت و ایمن شدن شرایط حفاری را ایفا می کند. مقطع این سپرها دایره ای شکل می باشد. سپرها در خاک های ضعیف غیر چسبنده؛ خاک های رسی و خمیری و خاک های تحت فشار آب بکار می روند.

در تونل هاي مناطق شهري كه بيش تر در عمق كم و در بستر خاكي حفر مي شوند، فشار جبهه كار مي تواند يكي از عوامل پيشگيري كننده ي نشست سطح زمين باشد.  عوامل موثر در نشست سطح زمين در روش حفاري مكانيزه را مي توان عمدتا به سه دسته عوامل هندسي ، عوامل ژئومكانيكي و نيز پارامتر هاي كاري ماشين حفاري تقسيم بندي كرد. عوامل هندسي شامل عمق و قطر تونل مي باشند پارامتر هاي كاري ماشين شامل فشار وارد بر جبهه حفاري ، فشار تزريق در پشت سگمنت ها و نيز ميزان تغيير قطر (كاهش قطر دستگاه در طول) دستگاه مي باشد و پارامتر هاي ژئومكانيكي شامل مشخصات مكانيكي لايه هاي خاك مابين تونل تا سطح زمين مي باشد.

تقسیم بندی سپرها می تواند از منظر های مختلفی همچون تکنیک حفر روش نگهداری سینه کار طریقه جابجای مواد و نوع سیستم نگهداری به کار گرفته شده انجام می گیرد. اما امتیاز تونلسازی با سپر نسبت به سایر روش ها قابلیت این روش در زمین های سس ریزشی و جریانی است. بنابراین در این روش نگهداری سینه کار و دیوار های تونل اهمیت بیشتری نسبت به سایر جنبه های تونلزنی داشته است. یکی از موارد مهم در تونلسازی سپری اعمال فشار سینه کار  مناسب می باشد که در این پایان نامه مورد بررسی قرار می گیرد. ما در این مدلسازی حفاری تونل و ساخت لاینینگ آن را به همراه سایر جزئیات از قبیل فشار تزریق، فشار سینه کار، مخروطی بودن سپر حفاری، برهمکنش بین سپر و خاک هنگام حرکت سپر، فشار جک های پیشران سپر و خود سپر را مدل کردیم. برای اینکه اثر حفاری را بررسی کنیم 5 مرحله گام پیشروی کافی خواهد بود، لذا 5 فاز محاسباتی در نظر گرفته می شود که البته کلیت آنها با هم یکسان خواهد بود. خاک جلوی TBM حفاری شده، فشار روی سینه کار اعمال می شود، پلیت (Plate) مربوط به بدنه سپر فعال می شود، فشار تزریق در پشت لاینیگ اعمال می گردد و فشار جک های پیشران روی اخرین حلقه نصب شده لاینینگ اعمال می گردد.

فهرست مطالب پایان نامه

1-فصل اول : کلیات.. 7

1-1- مقدمه. 7

1-2- بیان مسئله. 7

1-3- اهداف و ضرورت تحقیق.. 8

1-4- روش تحقیق.. 9

1-5- ساختار پایان نامه. 9

2-فصل دوم: مروری بر ادبیات تحقیق.. 11

2-1- تونل سازی سپری (Shield tunnelling) 11

2-1-1- روش تونل سازی سپری (Shield tunnelling) 11

2-1-3-1-سپر متعادل کننده فشار زمین.. 13

2-2-روش های تعیین فشار سینه کار در سپر EPB. 26

2-2-1-مقدمه. 26

2-2-2- روش های تجربی.. 27

2-2-2- 1-روش ترزاقی.. 27

2-2-2-2- روش پیشنهادی انجمن زیرزمینی هلند. 29

2-2- 3-روش های تحلیلی.. 30

2-2-3-1- روش های تعادل حدی کلی.. 30

2-2-3-2- روش برانز و بنمارک (1967) 31

2-2-3-3- روش کراس... 31

2-2-3-4- روش جانکسز و استینر. 32

2-2-3-5- روش آنگنستو و کواری.. 35

2-2-3-6- روش گوه چند لایه ای بروئر (1996) 36

2-2-4- روش های تحلیل حدی تنش... 39

2-2-4-1- روش اتکینسون و پوتس (1977) 39

2-2-4-2-روش لکا و دورمیکس(1990) 40

2-2- 5-روش های عددی.. 42

2-2-6-تعیین فشار سینه کار با استفاده از ابزاربندی.. 45

3-معرفی پروژه . 46

3-1- مقدمه. 46

3- 2- شرح پروژه. 46

3-3- زمینشناسی عمومی گستره طرح. 47

3-4- حفاریهای اکتشافی.. 48

3-5- آزمایشهای بر جا (صحرایی) 49

3-5-1- آزمون نفوذ استاندارد یا SPT. 50

3-5-2-آزمون دانسیته در محل.. 52

3-5-3-آزمون برش برجا 55

3-5-4-آزمون بارگذاری صفحهای.. 59

3-5-5-آزمایش پرسیومتری (Pressuremeter). 63

3-5-6-آزمون لوفران. 69

3-6- آزمونهای آزمایشگاهی.. 71

3-6-1 آزمونهاي شناسايي، تفكيك و رده‌بندي خاك.. 71

3-6-2- آزمونهاي مقاومتي خاك.. 74

3-6-3- آزمون نفوذپذیری.. 79

3-7- نوسانات سطح آب زیرزمینی.. 80

3-8-تفكيك واحدهاي زمين‌شناسي مهندسي.. 81

3-9-شرایط زمین‌شناسی مهندسی سینه‌كار تونل.. 83

10-7- شناسایی مخاطرات زمین شناسی در مسیر پروژه. 85

4-فصل چهارم: بررسی اثر فشار سینه کار بر نشست زمین.. 87

4-1-مقدمه. 87

4-2-معرفی نرم افزار PLAXIS 3D TUNNEL. 87

4-3-نحوه مدل سازی.. 88

4-3-1-ساخت هندسه مدل و انتخاب مقاطع مورد بررسی در مسیر تونل.. 89

4-3-2- مشخصات مواد و المان های سازه ای.. 94

4-3-3-تعریف شرایط مرزی مدل. 96

4-3-4-مش بندی مدل دو بعدی.. 96

4-3-5-تعریف شرایط اولیه مدل. 97

4-3-6-ساخت مدل سه بعدی.. 100

4-3-7-تعریف فازهای مختلف محاسباتی.. 101

4-4-نتایج مدل سازی.. 102

4-4-1-مقطع A.. 102

4-4-2-مقطع B. 108

4-4-3-مقطع C. 109

4-4-4-مقطع D.. 111

4-4-5-مقطع E. 112

4-4-6- اعتبار سنجی نتایج. 113

5- فصل پنجم: ارائه رابطه ای بین فشار سینه کار و نشست ایجاد شده در سطح زمین.. 116

5-1-معرفی نرم افزار SPSS. 116

5-2-نتایج حاصل از تحلیل آماری نتایج شبیه سازی.. 117

6-فصل هفتم: بحث و نتیجه گیری.. 118

منابع. 120

دانلود پایان نامه+پروپوزال مطالعه و بررسي تنش‌هاي القايي ناشي از حفر چاه‌هاي نفت و گاز بر پديده تخريب سازند با نرم افزار  FLAC 3D   (نسخه WORD-قابل ویرایش)

تخريب سازند به پديده‌ايي اطلاق مي‌شود كه در آن، طي فرآيندي خاص، ساختار محيط متخلخل اطراف چاه، دچار دگرگوني مي‌شود. تخريب سازند سبب كاهش تراوايي (نفوذپذيري)، كاهش توليد يا ظرفيت تزريق چاه مي‌شود. تخريب سازند پديده‌ای غير مطلوب و يك مشكل اقتصادي است، كه مي‌تواند در خلال مراحل حفاري، عمليات‌ تعمير و استحصال نفت و گاز، رخ دهد. امروزه مرتفع نمودن تخريب ايجاد شده، يكي از اهداف عمده مهندسان صنعت نفت مي‌باشد.

طراحي نامناسب هريك از مراحل استحصال هيدروكربن، از حفاري تا توليد مي‌تواند آسيب جدي و برگشت ناپذيري بر پيكره سازند وارد نمايد كه جبران آن مستلزم صرف هزينه بسيار و گاه غير ممكن است . تخريب سازند اغلب برگشت‌پذير نبوده و آنچه كه وارد محيط متخلخل گرديد، ضرورتاً خارج نمي‌گردد. از اين رو پورتر اين رفتار محيط متخلخل را به ‌قيفی يک سويه تشبيه نموده است . شايان ذكر است كه كليه انواع تخريب سازند احتياج به عمليات اصلاحي ندارند و برخي از انواع آن در حين توليد مرتفع مي‌شوند و انواع ديگر آن با تغيير در فرآيند عمليات چاهي قابل اصلاح مي‌باشند. از اين رو شناسايي راه‌هاي تشكيل انواع تخريب و از ميان برداشتن مشكلات به وجود آمده ناشي از اين پديده، يكي از مهمترين مراحل عملياتي در خلال حفر و بهره‌برداري يك چاه نفت يا گاز است.

در گذشته، به دليل پايين بودن هزينه‌هاي استحصال منابع هيدروكربني، تخريب سازند و آسيب وارده، كمتر مورد توجه بود و كاهش هرچه بيشتر هزينه‌هاي عملياتي، بيش از همه مد نظر قرار مي‌گرفته است. امروزه با افزايش روز افزون هزينه‌هاي برداشت و كاهش منابع هيدروكربني، پديده تخريب سازند و جلوگيري از تشكيل يا حذف آن، جهت دستيابی به بهره‌گيری بيشتر از مخازن، به طور ويژه مورد توجه مهندسان صنعت نفت و گاز قرار گرفته است.

با توجه به آنكه حذف آسيب وارد شده به سازند سخت و پرهزينه است، لذا پيش‌گيري از وقوع، بر عمليات اصلاح مقدم شناخته مي‌شود. جلوگيري از تخريب سازند نيازمند آگاهي از انواع تخريب و نحوه تشكيل هر يك از آنها مي‌باشد. تشخيص دلايل ايجاد تخريب داراي اهميت بالايي است، زيرا تنها با دانستن مكانيزم تخريب،‌ موقعيت آن و چگونگي تأثير آن بر جريان سيال است، كه مي‌توان روش مؤثر اصلاح را انتخاب نمود. در سال‌هاي اخير پيشرفت‌هاي مهمي در زمينه تشخيص و تشريح انواع تخريب به عمل آمده و تأليفات زيادي در اين زمينه به چاپ رسيده است.

از جمله فعاليت‌هايي كه مي‌تواند آسيب بسيار جدي به سازند وارد كند، فرآيند حفاري چاه است. در زمان حفاري، تخريب گسترده‌ايي مي‌تواند به سازند تحميل شود، كه از جمله آنها مي‌توان به نفوذ گل حفاري به درون سازند و تخريب‌های مكانيكي ناشی از حفر سنگ‌ها، اشاره نمود. در اين پايان‌نامه، نقش تنش‌هاي القايي ناشي از حفر سنگ‌هاي درون چاه بر ميزان تمركز تنش در اطراف چاه و تاثير آن بر ميزان تغييرات تراوايي و تخلخل، مورد برسي قرار گرفته است.

فهرست مطالب پایان نامه

1. مقدمه. 1

2. تخريب سازند.. 3

2-1. طبقه بندي انواع تخريب... 4

2-2. تخريب مجازي.. 4

2-3. انواع تخريب سازند. 5

2-4. تخريب طبيعي سازند. 10

1. مهاجرت ذرات... 10

2.رس‌هاي متورم شونده 12

4. نهشته‌هاي آلي.. 13

5. نشته‌هاي آميخته. 14

6. امولسيون‌ها 14

2-4-1. تخريب القايي سازند. 15

1. مشكلات ناشي از حفاري.. 15

2. سيمان كاري.. 18

3. سوراخ‌کاری.. 19

4. مشكلات ناشي از سيالات تعمير و تكميل چاه 20

5. مشكلات مرتبط با تحريك و اصلاح تخريب سازند. 21

6. توليد و عمليات تزريق.. 22

7. تغيير خاصيت ترشدگي.. 23

8. مشکلات مرتبط با باكتري‌ها 24

2-5. اثر پوسته. 25

3. تنش‌هاي القايي ناشي از حفر فضاهاي زيرزميني.. 35

3-1. تنش‌هاي برجا 35

3-2. نقشه جهاني تنش.... 38

3-3. اندازه‌گيري تنش‌هاي القايي.. 40

3-3-1. روش كرش.... 41

3-3-2. روش سالنكون.. 43

3-3-3. روش‌هاي عددي محاسبه تنش.... 45

4. مخزن سراجه. 50

4-1. زمين‌شناسي.. 51

4-1-1. سازند قرمز فوقاني(U.R.F) 51

4-1-2. سازند قم.. 52

4-1-3. سازند قرمز تحتاني (L.R.F) 53

4-2. چاه‌هاي حفاري شده مخزن.. 53

4-2-1. چاه شماره 1.. 53

4-2-2. چاه شماره 2.. 53

4-2-3. چاه شماره 3.. 54

4-2-4. چاه شماره 4.. 55

4-2-5. چاه شماره 5.. 55

4-2-6. چاه شماره 6.. 55

4-2-7. چاه شماره 7.. 56

4-2-8. چاه شماره 8.. 56

5. تخريب مكانيكي سازند سراجه. 59

5-1. نرم افزارFLAC3D.. 61

5-2. روش تفاضل محدود صريح.. 62

5-3. تغييرات تخلخل و تراوايي ناشي از حفر چاه شماره 8 مخزن سراجه. 63

5-4. تغييرات تخلخل و تراوايي بر اثر افزايش عمق.. 70

5-5. تغييرات تخلخل و تراوايي ناشي از تغييرات فشار گل.. 75

5-5-1. فشار گل 6/34 مگا پاسكال در عمق2543 متر. 75

5-5-2. فشار گل 6/29 مگا پاسكال در عمق 2543 متري.. 78

6. نتيجه‌گيري.. 82

7. پيوست... 84

7-1. پيوست الف... 84

7-2. پيوست ب. 105

منابع  126