سلوك خزان السائل على تربة رملية تحت تأثير الهزات الأرضية

الباحث

أحمد علي حسين التميمي

المشرف

محمد عبد اللطيف النعيمي - فلاح حسن رحيل

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة المدنية / الهندسة المدنية

الشهادة

دكتوراه

السنة

2021

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Liquid storage tanks;Sandy soil;Earthquakes;Soil-structure interaction

من الهياكل المستخدمة للاحتفاظ بأنواع مختلفة من السوائل والوقود. تركز الغالبية العظمى من الدراسات السابقة في صهاريج تخزين السوائل التي اعتبرت تأثير التربة على التفاعل بين بنية السوائل والتربة وتأثير ظروف تثبيت الخزان على الأرضء بينما لم يتم العثور على أي دراسة تتناول تأثير الضغط الهيدروديناميكي في خزان تخزين السائل على سلوك التربة ومعاملاتها. الهدف من هذه الدراسة هو دراسة تأثير الضغط الهيدروديناميكي المتولد في خزان تخزين السوائل على سلوك الرمل المشبع والجاف الذي يدعمه. في هذا البحث، من أجل محاكاة تواريخ اهتزاز زلزالية مختلفة ودراسة تأثيرها على خزان تخزين السوائل وسلوك التربة الرملية المشبعة والجافة بكثافات مختلفة، تم استخدام آلة طاولة اهتزاز أحادية المحور مع صندوق قص رقائقي مرن. تمت محاكاة الزلزال المحلي علي الغربي بالإضافة إلى زلزال إل سنترو وكوبي الدولي في هذه الدراسة. تم إجراء الاختبارات التجريبية على نموذجين لخزان الماء الأسطواني باستخدام منضدة اهتزاز مُصنعة تتكون من صندوق قص رقائقي مرن. النموذج الأول عبارة عن خزان مياه مملوء Li jo بالماء، والثاني نموذج خزان بحمل مكافئ لوزن الماء لمحاكاة خزان تخزين المياه بدون ضغط هيدر وديناميكي. من النتائج، وجد أن الهطول والإزاحة الجانبية في اتجاهات x) & 2) في GIGS المياه تزداد بشكل كبير مقارنة بنتائج الحمل المكافئ في النموذج الثاني في جميع حالات تواريخ التسارع. حيث تبلغ الزيادة في هبوط خزان تخزين السائل نتيجة الضغط الهيدروديناميكي للرمل المشبع في حالة إل سنترو 3.2/ و2.6/ في علي الغربي بينما الزيادة في كوبه 213.2. في الرمل Cala زاد الهبوط في خزان السائل نتيجة الضغط الهيدروديناميكي بنسبة 6/21 6214 22.6 لكل El Centrocs ، علي الغربي وكوبي على التوالي. كما يتم مراقبة ضغط ماء المسام خلال فترة الاختبارء ويلاحظ أن ضغوط المسام الزائدة تتأثر بالضغط الهيدروديناميكي وتزداد مقارنة بالنتائج المسجلة في حالة بدون الضغط الهيدروديناميكي. تم إجراء تحليل رقمي باستخدام رمز الفروق المحدودة (17].80317 لضغط الماء المسامي المقترن والتحليل الهيدروديناميكي باستخدام نموذج Finn للنظر في AB sige النموذج لمحاكاة الضغط الهيدروديناميكي ومقارنة نتائجهم بالبيانات الرقمية من البحث المنشور مسبقًا ورمز التصميم. بعد ذلك، تم التحقق من صحة النموذج التجريبي لاختبارات طاولة الاهتزاز. تم حساب ضغط الماء المسامي المحسوب مقارنة بالضغط المقاس لكل حالة. علاوة على ،lla هناك تقارب في الهبوط والإزاحة الجانبية بين المحسوبة والمقاسة لخزان تخزين السائل. أخيرّاء تم إجراء تطبيقات رقمية باستخدام FLAC3D لخزان ile أسطواني لدراسة استجابة التربة الرملية المشبعة الناتجة عن الزلازل السابقة نفسها. تم إجراء دراسة بارامترية لبحث تأثير الضغط الهيدروديناميكي على الكثافات النسبية المختلفة، وتأثير الزلزال، وتأثير ارتفاع نسبة قطر الماء / (Hw ((الخزان السائل. وخلصت إلى أن تأثير الضغط الهيدروديناميكي في زلزال علي الغربي على التربة الكثيفة أعلى من التربة الرخوة بسبب مرونة التربة وترطيبهاء وبلغت الفروق في هطول الرمال الكثيفة 6 و )38/، 7/28( للمتوسطة والرخوة على التوالي. يزداد حجم الضغط الهيدروديناميكي مع انخفاض نسبة .(1 / Cus Hw باستخدام زلزال علي الغربي في الرمل المتوسط المشبع يكون Gall في الهبوط النهائية لخزان التخزين بين حالتي الضغط الهيدروديناميكي وبدونها بنسب )0.9 0.6، 0.45.5( / Hw 8D )716(.، 38/: 750( على التوالي. تزداد قيم الضغط الهيدروديناميكي مع زيادة Bre وسعة إثارة الهزات الأرضية.

Liquid storage tanks are an important type of structure used to keep different types of liquids and fuel. The vast majority of the previous studies in the liquid storage tanks that considered the soil effect are focused on fluid-structure-soil interaction and the effect of tank fixity conditions to the ground, while it was not found any study dealt with the influence of the hydrodynamic pressure in the liquid storage tank on the soil behavior and soil parameters. The objective of this study is to illuminate the influence of hydrodynamic pressure generated in the fluid storage tank on the behavior of saturated and dry sand that supports it. In this research, in order to simulate different real earthquake shaking histories and to study their effect on the liquid storage tank and the behavior of saturated and dry sandy soil with different densities, a uniaxial shaking table machine with a flexible laminar shear box was used. Ali Al-Gharbi local earthquake in addition to El Centro and Kobe international earthquake have been simulated in this study. Experimental tests were performed on two cylindrical water tank models using a manufactured shaking table which consists of a flexible laminar shear box. The first model is a water storage tank partially filled with water, and the second is a tank model with an equivalent load of water pressure to simulate the water storage tank without hydrodynamic pressure. From the results, it was found that the settlement and lateral displacement in (z & x)-directions in the water storage tank are significantly increased compared to the equivalent load results in the second model in all cases of the acceleration histories. Where the increment in settlement of liquid storage tank due to hydrodynamic pressure of saturated sand in case of El Centro is 3.2%, and 2.6% is in the Ali Al-Gharbi, while the increment in Kobe is 13.2%. In dry sand, the settlement increased in the liquid storage tank due to hydrodynamic pressure is 21%, 14%, and 2.6% for El Centro, Ali Al-Gharbi and Kobe respectively. Also, it is monitored the pore water pressure during the testing period, and it is noticed that the excess pore pressures are affected by the hydrodynamic pressure and increased compared to the results recorded in the without hydrodynamic pressure state. A numerical analysis using finite difference code FLAC3D of coupled pore water pressure and hydrodynamic analysis with employing Finn model is conducted to consider the reliability of the model to simulate the hydrodynamic pressure and contrasting their results with numerical data from previously published research and design code. After that, a validation of the experimental model for the shaking table tests is revealed. The computed pore water pressure compared with the measured one for each case are occurred. Furthermore, there is a convergence in settlement and lateral displacement between the computed and the measurement of the liquid storage tank. Finally, numerical applications using FLAC3D for a cylindrical liquid storage tank are conducted to study the response of saturated sandy soil induced by the same previous earthquakes. A parametric study is fulfilled to investigate the influence of the hydrodynamic pressure on different relative densities, the effect of the earthquake, and the influence of the height of water-diameter (H,,/D) ratio of the liquid storage tank. It concluded that the influence of hydrodynamic pressure in Ali Al Gharbi earthquake on the dense soil is higher than the loose soil due to flexibility and the damping of soil, the differences in settlement of dense sand are 46% and (38%, 28%) for medium and loose respectively. Hydrodynamic pressure magnitude increases with the decrease of the Hy/D ratio. Where, by using Ali Al-Gharbi earthquake in saturated medium sand, the difference in the final settlement of the storage tank between the cases of hydrodynamic pressure and without it of (0.9, 0.6, and 0.45) H,/D ratios is (16%, 38%, 50%) respectively. The values of Hydrodynamic pressure increase with an increase in the duration and amplitude of the earthquake excitation.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب