0-92834

نشریه مهندسی دریــا سال یازدهم/ شماره22/ پاییز و زمستان 1394(95 -108)
بررسی پاسخ مونوپایلها تحت بارگذاري جانبی بوسیله مدلسازي سانتریفوژ
حمیدرضا خدایی1*، مجید مرادي2، عباس قلندرزاده3

دانشجوي کارشناسی ارشد، گروه سازههاي دریایی، دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکدههاي فنی، دانشگاه تهران؛ [email protected]
استادیار، گروه سازههاي دریایی، دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکدههاي فنی، دانشگاه تهران؛ [email protected]
دانشیار، گروه سازههاي دریایی، دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکدههاي فنی، دانشگاه تهران؛ [email protected]
1268732112263

Downloaded from marine-eng.ir at 17:09 +0330 on Monday October 30th 2017

Downloaded from marine-eng.ir at 17:09 +0330 on Monday October 30th 2017

اطلاعات مقاله

چکیده

چکیده

یکی از متداولترین روشهاي تحلیل و طراحی مونوپایلها تحت بار جانبی، روش منحنیهاي p-y یا به طور کلی استفاده از منحنیهاي نیرو- تغییر مکان در نقاط مختلف سازه است. به همین منظور و براي بررسی رفتاري و اندرکنش بین خاك و مونوپایل تحت بار جانبی در این تحقیق به مدلسازي این پدیده به تاریخچه مقاله:
تاریخ دریافت مقاله: 25/09/1393 تاریخ پذیرش مقاله: 02/12/1394

صورت فیزیکی و با استفاده از دستگاه سانتریفوژ ژئوتکنیکی دانشگاه تهران و در فضاي Ng پرداخته شد .در تحقیق حاضر با در نظر گرفتن دو پارامتر عمق نفوذ شمع در خاك( L) و همچنین طول آزاد( e) در سر شمع و تغییر در مقادیر و نسبتهاي این دو پارامتر ،5 آزمایش مدلسازي شد. با ترسیم منحنیهايp-y موجود در API و مقایسه آنها با منحنیهاي حاصل از آزمایشها به بیان تفاوتها و اصلاح آنهامیپردازیم.

کلمات کلیدي:
مونوپایل
بارگذاري جانبی مدلسازي سانتریفوژ منحنی p-y

Response of Monopiles Under Lateral Loading By Centrifuge Modeling

Hamid Reza Khodaei1*, Majid moradi2, Abbas Ghalandarzadeh3

Msc. Student, School of Civil Engineering, University College of Engineering, University of Tehran; [email protected]
Assistant Professor, School of Civil Engineering, University College of Engineering, University of Tehran; [email protected]
Associate Professor, School of Civil Engineering, University College of Engineering, University of Tehran; [email protected]

ARTICLE INFO

ABSTRACT

ARTICLE INFO

ABSTRACT

Article History:
Received: 16 Nov. 2014
Accepted: 21 Feb. 2016
One of the most common methods to analyze and design monopiles under lateral load is load-displacement curves, particularly the p-y curves, at different locations of the structure. Thus, in order to investigate the soil-monopile behavior and interaction

Keywords:
Monopile
Lateral Load
Centrifuge Modeling p-y Curve

20726401167753

under lateral load is physically modeled and tested by utilizing the Geotechnical Centrifuge of Tehran University in the Ng space. In this study, five modeling tests are designed by considering the following two parameters with changes in their values and ratios: the penetration depth of the pile in soil (L) and the free length of the pile (e). The existing p-y curves in API are extracted and compared to experimental curves to observe differences and make the necessary modifications.
1 – مقدمه
مونوپایلها معمولاً براي مقاومت در برابر نیروهاي قائم و جـانب ی بـهکار گرفته میشوند. در بسیاري از مـوارد نیروهـا ي جـانب ی وارد بـهمونوپایل از نیروهاي قائم وارد بر آن بیشتر اسـت و مـلاك طراحـی قرار می گیرد. به عنوان مثال مـ یتـوان بـه مونوپایـلهـا یی کـه درتوربینهاي بادي غول پیکر در مقابل بار ناشی از باد وارده مقاومـ ت میکنند، همچنـ ین بـه شـمعهـا ي بـ هکـار رفتـه در اسـکلههـا ي پهلوگیري (دولفین1) که تحت بار جانبی ناشی از برخورد کشتی بـااسکله قرار میگیرند اشاره کرد. در چنـ ین مـوارد ي بایـ د شـمع راتحت بار جانبی تحلیل کرد و اندرکنش بـ ین شـمع و خـاك را بـهدقت مدلسازي نمود. نمونهاي از این مونوپایلها را به عنوان دولفین پهلوگیري در شکل 1 میتوان ملاحظه کرد.

شکل 1 – شکل مونوپایل به عنوان دلفین پهلوگیري تحت بار جانبی

روشهاي مختلفی براي مدلسازي تحلیل رفتـار شـمع تحـت بـارجانبی پیشنهاد شده است که میتوان در حالت کلی آنهـا را بـه دوگروه متمایز تقسیم کرد [1]:
روشهایی بر اساس بار- جابجایی (عکسالعمل بستر)
روشهایی بر اساس به کارگیري مکانیک محیطهاي پیوسته روش عکسالعمل بستر (وینکلر) بـه دل یـ ل سـادگ ی و جـواب هـاي واقعی آن در جامعه مهندسی از مقبولیت خاصی برخوردار است. در این روش شمع توسط المانهاي تیـ ر خمشـ ی مـدل مـیشـود کـهتوسط فنرهاي خطی و غیرخطی مدل کننـده خـاك احاطـه شـدهاست. استاندارد و آییننامه مربوط به طراحی شمعها تحت بارهـاي جانبی API میباشد که در آن منحنیهاي p-y مطرح شده اسـت.البته پارامترهاي مربوط به تغییرات p در API نیز مطرح شـده کـهمیتوان به نوع خاك و خواص آن همانند چگالی و زاویه اصـطکاكداخلی (φ) اشاره کرد. روش منحنی p-y از سایر روشها معمولتر است. در این روش خاك را به صورت فنرهاي غیر خطـ ی متعـدد ي مدل میکنند که هر یک، از منحنـ ی نیـ رو- تغییـ ر مکـان خاصـی تبعیت میکند [2].
منحنیهاي معمول p-y منحنیهـا ي نیمـه تجربـ ی هسـتند. ایـ ن منحنیها ارتباط بین نیروهاي جانبی وارده از طرف شمع به المـانخاك( p) را با تغییر مکان جانبی ایـ ن المـان ( y) بیـ ان مـ یکنـد.تاکنون منحنیهاي p-y مختلفی براي انواع خاكها پیشنهاد شـدهاست که مهمترین این منحنیها ، منحنیهـا ي ارائـه شـده توسـطریسه و همکاران در سال 1974 [3] و نیز منحنیهاي ارائـه شـدهتوسط مارکینسـون و اُانیـ ل در سـال 1984 [4] بـرا ي خـاك هـا ي ماسهاي می باشد.
یکی از مشکلات مطرح در منحنیهاي p-y موجـود، آن اسـت کـهچنین منحنیهایی به صورت نیمـه تجربـی و بـراي شـمع و خـاكخاصی ارائه شده اند و نمیتوان از آنها در هـر نـوع شـمع و خـاکیاستفاده کرد. همچنین روابطی که این منحنیها ارائه میدهند براي شمعهاي با قطرهاي متوسط و کوچک مورد اسـتفاده مـیباشـند ونمیتوان به سادگی از آنها براي شمعهاي با قطر زیاد بهره بـرد. درنتیجه طراحی مونوپایل بر اساس این منحنیها و بدون اصلاح آنهـامنجر به طراحی سازه اي سختتر از انتظار براي شمع خواهد شد و قابلیت جذب انرژي مونوپایل را کاهش میدهد. از ایـن رو یکـی از راههاي بدست آوردن منحنیهـايp-y و همچنـین منحنـیهـاي نیرو – تغییر مکان سر شمع فارغ از چنین مشکلاتی، انجام آزمایش بر روي شمعهاي با قطر زیاد می باشد. بـه گونـهاي کـه ایـن روشمیتواند کمک شایانی به درك رفتار واقعی مونوپایل تحـت بارهـايجانبی بنماید. انجام آزمـایش هـاي بارگـذاري افقـی برجـا بـر رويمونوپایلها در محیط دریا به سبب محدودیت امکانـات آزمـایش ونیز هزینه زیـاد آن کـاري بـه نسـبت دشـوار اسـت. در حـالی کـه مدلسـازي شـمع در مقیـاس کوچـک در دسـتگاه سـانتریفوژ راهمناسبی براي پی بردن به رفتار واقعی مونوپایـل تحـت بـار جـانبیارائه میدهد که در مقایسه با آزمایشهاي بزرگ مقیاس روي شـمعاصلی بسیار سادهتر، کارآمدتر و ارزانتر میباشد. براي ایـن منظـوربراي انجام آزمایشها دستگاه شبیهساز بارگذاري جانبی طراحـی وراهاندازي شد. در ادامه نتایج حاصل از بارگذاري جانبی یکطرفه بـهصورت نمودار نیرو – تغییرمکان سـر شـمع و همچنـینp-y بـرايهریک از آزمایشها نشان داده خواهد شد و با منحنیهاي موجـودبا API مقایسه و مورد بررسی قرار میگیرد. همچنین نمودار تغییر شکل در طول مونوپایل نیز با توجه به شرایط مرزي رسم میشود.

– تحلیل شمعهاي تکی تحت بار افقی
1268732112263

Downloaded from marine-eng.ir at 17:09 +0330 on Monday October 30th 2017

Downloaded from marine-eng.ir at 17:09 +0330 on Monday October 30th 2017

1268732112263

Downloaded from marine-eng.ir at 17:09 +0330 on Monday October 30th 2017

Downloaded from marine-eng.ir at 17:09 +0330 on Monday October 30th 2017

سه معیار در طراحی پیهاي عمیق که تحت بارهاي جانبی و لنگـرقرار گرفتهاند باید رعایت شوند: 1) خاك بیشـتر از مقاومـت نهـاییخود تحت تنش قرار نگیرد .2) تغییر مکـان جـانبی سـر شـمع درمحدوده مجاز



قیمت: تومان

دسته بندی : مهندسی دریا و بندر

دیدگاهتان را بنویسید