پيشبينی تنشهاي برشی در تقاطع درزه و پيچ سنگ با استفاده از روشهاي تحليلی و عددي

چكيده
پارامترهای زیادی از جمله قطر چال، ضخامت و خصوصیات اتصال، خواص مکانیکی تودهسنگ، دوغاب و پیچسنگ، خصوصیات سطحپروفیل و همچنین پیشتنیدگی در مکانسیم انتقال بار پیچسنگها اثر دارند و یکی از مهمترین این پارامترها پروفیل پیچسنگ می-باشد. کارایی سیستم تقویت پیچسنگها به خوبی شناخته شده است ولی تاکنون در خصوص بهینهسازی پروفیل پیچسنگ کهمستقیماً در انتقال بار بین پیچسنگ و دوغاب مشارکت دارد، مطالعات زیادی انجام نشده است. هدف از این تحقیق، ارائه مدل تحلیلیجهت پیشبینیتنشهای برشی در تقاطع درزه و پیچسنگهای تمام تزریقی با استفاده از روشهای تحلیلی و عددی میباشد. ازمشخصات این مدل، لحاظ نمودن پروفیل پیچسنگ در سنگهای درزهدار تحت شرایط کشش پیچسنگ میباشد. این مدل با توسعهمدلهای فارمر، لی و استیل بورگ، ایندراتنا، کاو و همکاران و داس و همکاران به دست آمده است. برای اعتبار سنجی مدل تحلیلی،دو پیچسنگ با پروفیلهای متفاوت توسط نرم افزار آنسیس مدلسازی شده است. نتایج بررسیهای تحلیلی و عددی نشان داد کهحداکثر تنش برشی در تقاطع درزه و پیچسنگ متمرکز شده است و نرخ تنشهای برشی ایجاد شده از طرف پیچسنگ به سمتسنگ به صورت نمایی کاهش مییابد. بنابراین با کشش پیچسنگ تحت تنش 333 مگاپاسکال، حداکثر تنش برشی ایجاد شده در17 و 7 مگاپاسگال بوده و به عبارتی دیگر با افزایش ارتفاع آج، نسبت تنش- /8 ،171/ پیچسنگ، دوغاب و سنگ درزهدار به ترتیب 93 افزایش مییابد. مقایسه نتایج تحلیلی و عددی نشان دهنده انطباق خوبی بین نتایج / 3 به 22 / های برشی به تنشهای کششی از 21روشهای مذکور میباشد.

واژه هاي کليدي:

پیچسنگ . تنش برشی . درزه . روشهای تحلیلی و عددی

دوازدهمين کنفرانس تونل ایران (1396)

بررسی آزمایشگاهی و عددی کنتورهای سرعت در کانال با دیواره جدا کننده مستغرق

کلمات کلیدی :

دیواره جدا کننده . کنتورهای سرعت . مدل سه بعدی Fluent . زبری جدار . تنش برشی

پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران (1389)

بررسي الکوي جريان در تلاقيگاه ها و ارائه راهکارهاي ساماندهي با استفاده از مدل عددي

خلاصه
محل تقاطع دو کانال مکاني است که در آن تغييرات شديد در ديناميک جريان و مورفولوژي بستر اتفاق مي افتد. بررسي ساختار جريان در محلتلاقي چالش بزرگي براي مهندسين رودخانه، مورفولوژيست ها، و رسوب شناسان است. در اين مقاله تنش برشي بستر، و ديناميک جريان درتلاقي گاه کانال هاي رودخانه با نسبت هاي دبي متفاوت ) q* ( در زاويه همرسي 09 درجه بررسي شد. بسته تجاري ديناميک سيالات محاسباتي FLOW-3D  براي انجام شبيه سازي عددي ديناميک جريان در تلاقي گاه کانال ها استفاده شد. براي مقايسه و انتخاب بهترين مدل آشفتگي، نتايجعددي براي دو مدل آشفته ) K-ε-RNG ( و شبيه سازي گردابه هاي بزرگ ) LES ( و نتايج آزمايشگاهي روي نمودار ترسيم شدند. علاوه بر ايناثر عريض شدگي موضعي شاخه فرعي به عنوان راه حلي ممکن براي احياي تقاطع مورد مطالعه قرار گرفت. عريض کردن کانال ديناميک طبيعي رودخانه را به حالت اوليه بازمي گرداند و با افزايش غيريکنواختي در فرم بستر و الگوي جريان، شرايط زندگي جانوري و گياهي را ارتقا مي بخشد.

کلمات کلیدی:

تقاطع رودخانه . FLOW-3D . مدل آشفتگی . تنش برشی . عريض کردن شاخه فرعی .

دهمین کنگره ملی مهندسی عمران (1396)

شبیه سازی عددی جريان تحت فشار در رژيم مستغرق پ ل در شرايط آب زلال

خلاصه
در زمان وقوع سيل هاي بزرگ، سطح آب در رودخانه ها پيوسته بالا م يآيد. با افزايش تدريجي سطح آب در بالادست پل، امكان استغراق نسبي ياكامل عرش هي پل وجود دارد. در رژيم مستغرق جريان تحت فشار، جريان در زير عرشه تحت فشار است و جرياني از روي عرشه سرريز نمي شود.در اين تحقيق از نرم افزار OpenFOAM براي شبيه سازي ميدان جريان تحت فشار زير عرشه پل )بدون پايه يا تكيه گاه( در رژيم مستغرق در شرايطآب زلال استفاده شده است. مدل سازي با مدل هاي مختلف آشفتگي ) k–ε ، RNG k–ε ، k–ω SST ، LRR ( انجام شد و پس از مقايسه با نتايجآزمايشگاهي، مدل RNG k–ε به عنوان بهترين مدل آشفتگي براي شبيه سازي جريان تحت فشار انتخاب شد. نتايج نشان داد كه بيشينه ي سرعت جريان و بيشينه ي تنش هاي برشي در مقطع زير عرشه و نزديک لبه ي پايين دست آن رخ مي دهد.

کلمات کلیدی:

شبیه سازی عددی . جریان تحت فشار . عرش ه مستغرق . تنش برشی

دهمین کنگره ملی مهندسی عمران (1396)

مقایسه عددي توزیع سرعت و الگوي جریان اطراف پایه هاي پل شکاف دار و بدون شکاف

خلاصه
راه ها، شریان هاي حیاتی یک کشور هستند و پل ها یکی از مهمترین سازه هاي راه ها بحساب می آیند که در صورت خرابی آنها بویژه در مواقع بحرانی مانند وقوع سیل ها، ارتباط راه ها قطع شده و مشکلات فراوانی بوجود می آید. علل اصلی خرابی بسیاري از پلها قبل از پایان عمرشان، عدم توجه به معیارهاي هیدرولیکی در طراحی، و اجراو نگهداري از آنهاست. سالانه تعداد زیادي از پل ها، به دلیل آبشستگی در اطراف پایه هایشان تخریب می شوند. استفاده از شکاف یکی از روش هاي مناسببراي کاهشآبشستگی موضعی پایه هاي پل است. در این تحقیق ابتدا شکاف هاي الگوي جریان حول پایه هاي پل شکاف دار ،Flow-3D متفاوتی از نظر طول و فاصله از کف، روي پایه پل ایجاد شد. سپس با استفاده از مدل مورد بررسی قرار گرفت و بوسیله اندازه گیري تنش برشی کف، بهترین هندسه شکافمعرفی شد و نتایج نشان داد که هر قدر طول شکاف بیشتر و به سطح آب و یا به بستر نزدیکتر شود، از میزان تنش برشی کف و شکل گیري جریان هاي گردابه اي و آبشستگی احتمالی کاسته خواهد شد. نهایتا L/B = 3 مشخص شد که شکاف با ابعاد  و بدون فاصله از بستر بهترین حالت شکاف است.

کلمات کلیدي:

توزیع سرعت، پایه پل، مدل Flow-3D ، تنش برشی، شکاف

نویسندگان :

سامان عباسی چناري ، بهروز بهزادفر ، هومن لطیفی

اولین کنفرانس ملی عمران و توسعه ایران (1390)

مدلي براي بيان رفتار تنش كرنش و گسيختگي خاكهاي دانه اي بصورت تابعي از تنش همسان و كرنش برشي

شناخت خصوصيات رفتاری خاک ها یکي از مهمترین اهداف مهندسين ژئوتکنيک است. از طرفي یکي از بارز ترین مشخصه های خاک و مصالح دانه ای وابستگي پارامترهای مکانيکي آنها به سطح تنش و كرنشهای ایجاد شده مي باشد. به همين دليل تعيين روابط اساسي برای بيان رفتار تنش  كرنش خاكها بسيار دشوار بوده و امکان اعمال تمام ویژگيها در یک مدل رفتاری عملا غير ممکن مي باشد. با توجه به اینکه تنش برشي خاک رابطه مستقيم با سطح تنش و ميزان كرنش برشي دارد و اكثر روابط موجود بيشتر بر تغييرات مدول برشي برحسب فقط كرنش یا فقط تنش استوار ميباشند و در مورد بسياری از مصالح، مدول برشي بصورت ثابت در نظر گرفته مي شود كه در مورد خاک فقط برای محدوده بسيار كوچکي ازكرنش صدق ميکند. لذا برای بيان این تغييرات ، مدول برشي خاک بایستي بصورت تابعي از تنش و كرنش تعریف شود. این درحالي است كه تغييرات تنش نيز تاثير بسزائي در رفتار خاک دارد.در این مقاله مدلي برای تغييرات تنش برشي خاک بصورت تابعي از سطح تنش و ميزان كرنش ارائه شده است. در مدل ارائه شده از تغييرات ضریب پواسون خاک صرفنطر شده است و تغييرات مدول برشي براساس رابطه هایپربوليک به كرنش برشي ربط داده شده و یک مدل رفتاری بر اساس سطح تنش وميزان كرنش ارائه شده است. نتایج مدل ارائه شده با نتایج آزمایشگاهي مقایسه گردیده است. آزمایشات شامل 33 آزمایش برش مستقيم برروی نمونه های دست خورده ماسه در دستگاه برش مستقيم انجام مي باشد. مدل حاضر را ميتوان برای تحليل ها پلاستيک تحت بارهای تک سيکلي استفاده نمود.

کلمات کلیدی:

مدل رفتاری خاک، تنش برشی، کرنش برشی ، برش مستقیم

نویسندگان :

سیدتقی بهبودی مصمم (دانشجوی کاشناسی ارشد دانشگاه محقق اردبیلی)

احداوریا (استادیار گروه عمران دانشگاه محقق اردبیلی)

اولین کنفرانس ملی مهندسی ژئوتکنیک ایران (1392)