مدل سازی سه بعدی لرزش سطحی زمینی ناشی از حرکت قطار زیرزمینی
چکیده
Correia وهمکاران [1]، یک عبارتی را برای مدلسازی توزیع نیرو به علت بارهای محوری، با توجه به حرکت ارجاعی ارائه نمودند. از توزیع نیروی بیان شده در فوق برای تجزیه و تحلیل اجزاء محدود با استفاده نرم افزار PLAXIS 3D استفاده شده است. یک کد نیز در برنامه متلب برای ایجاد یک ماتریس از ضرب دینامیکی هر بار نقطه ای ثابت اعمال شده در راستای مسیر راه آهن با هر گام زمانی نوشته شد. مقدار بار اعمال شده برابر بار محوری قطار بوده که همین بار نیز ناشی از راه حل تیر وینکلر برای حرکت یک بار است. از نتایج می توان برای اندازه گیری اثر تغییر پارامترهای مختلف زمین شناسی و فیزیکی برروی توزیع نیروی با توجه به بار محوری استفاده نمود. هنگامی که نتایج با داده های ژئوتکنیکی و فیزیکی مربوط به محل های واقعی از حرکت قطار زیرزمینی کالیبره شد سپس از این مدل می توان برای پیش بینی اثر ارتعاشات در زیرساخت های موجود بهره برد.
1- مقدمه
در طول چند دهه گذشته با افزایش جمعیت نیاز به ابزارهای پیچیده و کارآمد حمل و نقل نیز افزایش یافته است، در نتیجه یک تغییر پارادایم در روش سیستم حمل و نقل عمومی موردنیاز بود. همین امر منجر به افزایش توجه ها بر روی سیستم حمل و نقل زیرزمینی گشت.قطارهای زیرزمینی ( مترو) به انتخاب اول از حمل و نقل عمومی برای بسیاری از کشورها در سراسر جهان تبدیل شد. با این حال، شبکه های ترافیک زیرزمینی تنظیمات خاص خود را دارند که این تنظیمات با پیچیدگی های آنها در ارتباط است. ساخت و ساز سریع و ترافیک بالای شبکه های مسیر راه آهن مدرن نیازمند تحقیقات گسترده، تست و آنالیز آنها به منظور ترکیب رفتار دینامیکی خاک [2] است. مدل سازی مناسب از کل سیستم مسیر راه آهن، توجه به مقدار خاکریزی، خاک، زیر خاک، قطار باربری و واگن راه آهن، در طول فاز طراحی و ساخت و ساز زیر زمینی ضروری می باشند. طراحی مسیر راه آهنیکی از پیچیده ترین مشکلات اندرکنش خاک-سازه است که باید مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. عناصر مختلف در فرایند طراحی شامل: [3]: (1) بارگذاری چند محوری در اندازه و فرکانس های متفاوت (2) تغییرشکل ریل های متصل به تراورس های تغییرشکل یافته با اتصالات انعطاف پذیر و فاصله گذاری تراورس ها که می تواند در اندازه های متفاوتی باشد (3) ویژگی و ضخامت بالاست، زیر بالاست، و بستر آماده شده؛ (4) خواص لایه های بستر خاک. هدف این مقاله محاسبه مدل سازی عددی رفتار خاک در نرم افزار PLAXIS 3D با استفاده از شبیه سازی حرکت قطار در لایه های خاک به همراه ویژگی های خاک داده شده است.
Abstract
Correia et al. [1], developed an expression to model the force distribution due to axle loads, with respect to the moving referential. The above force distribution was used for Finite Element Analysis using PLAXIS 3D. A code is developed in MATLAB to generate a matrix of dynamic multipliers for each static point load applied along the railway track with each time step. The amount of load applied is equal to the axle load of the train resulting from the solution of the Winkler Beam for the movement of a load. The results can be used for gauging the effect of changing various geological and physical parameters on the distribution of force due to axle load. Once calibrated to geotechnical and physical data corresponding to sites above actual underground train tracks, the model can be used to predict the effect of vibrations on existing infrastructure.
1. Introduction
Over the past few decades, rapidly increasing population has been demanding more sophisticated and efficient means of transit, thus calling for a paradigm shift in the way public transport system is commonly perceived. This has led to an increased focus on underground transit systems. Underground trains are exceedingly becoming the first choice of public transport for most countries all over the world. Underground traffic networks, however, have their own set of complexities associated with them. Construction of high-speed and high traffic-intensity modern railway track networks demand extensive research, testing and complex analysis to be done in order to incorporate the dynamic behavior of soil [2]. Proper modelling of the entire railway track system, taking into account embankment, soil, sub-soil, trainload, and railway track, is essential during the designing phase of underground construction. Rail track design is one of the most complex soil-structure interaction problems to analyze. The various elements in design process comprise [3]: (1) multi-axle loading varying in magnitude and frequency; (2) deformable rails attached to deformable sleepers with flexible fixings and sleeper spacing which can be varied; (3) properties and thickness of ballast, sub-ballast, and prepared subgrade (if adopted); (4) properties of underlying soil subgrade layers. This paper is aimed at giving an account of numerical modelling of soil behavior in PLAXIS 3D by simulating the train movement on a soil strata of given soil characteristics.
چکیده
مقدمه
فرمولاسیون مدل
مدل ریاضی
نرم افزار مدلسازی PLAXIS 3D
هندسه سه بعدی مدل
ویژگی های مواد
مراحل محاسبه و نتایج به دست آمده
ضرب ماتریس دینامیکی
نتایج به دست آمده
نتیجه گیری
Abstract
Introduction
Model Formulation
Mathematical Model
Plaxis 3D Model
Geometry of 3D-model
Material Properties
Calculation Phases and Results
Dynamic Multiplier Matrix
Results
Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه