بخشی از مقاله
چکیده:
دیوارهای میخکوبی شده یا نیلینگ به عنوان روشی موثر، ایمن و سازگار با محیط زیست، سالهاست به منظور پایداری گود های ساختمانی نسبتا عمیق و بهسازی شیب های طبیعی و یا خاکریزهای احداث شده در جاده ها به کار می رود. در این مقاله به تاثیر سربار بر پایداری دیوارهای خاکی میخکوبی شده در روش تعادل حدی و مدلسازی آن توسط نرم افزار GeoSlope پرداخته شده است. بدین منظور یک مطالعه پارامتریک برای یک دیوار با مشخصات مشخص ترتیب داده شد. بر اساس تعریف سربار های مختلف شامل سربار گسترش یافته، سربار با عرض محدود، سربار نیمه نامحدود و سربار خطی با متغییر در نظر گرفتن شدت، طول و موقعیت سربار مدلهای مختلف ساخته شد و پایداری دیوار با فاکتور ضریب اطمینان مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت. از مجموعه بررسی ها و مقایسه های صورت گرفته نتیجه می شود که بطور کلی ضریب اطمینان پایداری دیوارهای تقویت شده با نیلینگ تحت تاثیر شدت سربار، هندسه سربار و محل نقطه اثر سربار قرار دارد.
واژگان کلیدی .پایداری دیوارهای خاکی میخکوبی شده، نیلینگ، اثر سربار، روش تعادل حدی.
. 1 مقدمه
با افزایش تراکم در عرصه های محدود و نواحی پر تراکم شهری، بر تعداد طبقات زیرزمینی و عمق گودبرداری افزوده می شود، از این رو خطرات ناپایداری و گسیختگی دیوارهای گودبرداری به شدت افزایش یافته و از طرفی نیز با پیشرفت های بوجود آمده در راهسازی و راه آهن و عبور این گونه راه ها از مناطق کوهستانی مشکلات عمده ای در پایدارسازی شیب ها در شرایط محیطی سخت برای مهندسان بوجود آمده است.[2] موضوع گودبرداری و طراحی و اجرای سازه های نگهبان در مهندسی عمران دارای گستره وسیعی است و نیاز به بررسی ها و مطالعات و ملاحظات ژئوتکنیکی، سازه ای، مواد و مصالح، تکنولوژیکی و اجرایی و اقتصادی و اجتماعی دارد در نتیجه می توان گفت که انتخاب روش مناسب بستگی به جمیع شرایط تاثیر گذار دارد و می تواند در شرایط مختلف به صورت های گوناگونی باشد.
از سوی دیگر تئوری و روش های اجرای گودبرداری و سازه های نگهبان، هم مبتنی بر اصول تئوریک و هم متاثر از ملاحظات اجرایی و تجربی، تواما است.[1] هر راهکاری که جهت پایدارسازی یک دیواره ارائه می گردد بایستی قادر باشد که نیروی مقاوم را افزایش و نیروی محرک را کاهش دهد و یا تلفیقی از این دو رویکرد را در پی داشته باشد. نیروهای محرک وارد به دیواره گود، ناشی از سربارهای اطراف گود، وزن گوه گسیختگی و پارامترهای دیگر می باشند. از طرفی مقاومت دیواره گود ناشی از مشخصات مکانیکی خاک با پارامترهای ضریب چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی خاک تعریف می شوند. حال اگر مجموع نیروهای محرک از مجموع نیروهای مقاوم بیشتر باشد، دیواره گود ریزش خواهد کرد. در کلیه تحقیقاتی که تا به حال انجام شده بیشتر به بررسی نقش نیروهای مقاوم در برابر ریزش گود و راهکارهای افزایش این نیرو پرداخته شده و کمتر به نقش نیروهای محرک و در راس آن تاثیر سربارهای بالای گود در پایداری دیوار پرداخته شده است.
.2 معرفی روش نیلینگ یا میخکوبی
روش نیلینگ از حدود سه ده اخیر آغاز شده و تاکنون نیز به عنوان یک تکنیک برای پایداری گودبرداری ها استفاده می گردد. تئوری استفاده از روش نیلینگ بر مبنای مسلح کردن توده خاک با استفاده از دوختن خاک توسط مهارهای کششی فولادی نزدیک به یکدیگر می باشد. استفاده از این روش موجب افزایش مقاومت برشی توده خاک شده، و به دلیل تحت کنترل در آوردن تغییر مکانهای خاک در اثر افزایش مقاومت برشی در سطح لغزش، سبب افزایش نیروی مقاوم و کاهش نیروی لغزش در سطح گسیختگی می شود.[2,4,5]
.3 معرفی روش ریاضی تعادل حدی
روش تعادل حدی بیشتر از سایر روشها برای تحلیل مسائل ژئوتکنیکی خصوصا مسائل مربوط به پایداری استفاده میشود. در این روش، رفتار خاک به صورت صلب پلاستیک کامل و معیار تسلیم موهر کلمب در نظر گرفته می شود. در ابتدا یک مکانیزم گسیختگی فرض میشود که شامل لغزش توده ای از چندین بلوک مطابق شکل - 1 - میباشد. سپس تعادل استاتیکی بلوکها و تعادل عمومی توده خاک بررسی می شود.روش، مستقل از توزیع تنش نرمال موثر در امتداد سطح گسیختگی است. با این وجود اگر مقاومت بسیج شده محاسبه شود، توزیع تنش نرمال موثر در امتداد سطح گسیختگی نیز باید محاسبه گردد. در این شرایط معمولا به وسیله چند پارچه کردن توده شیروانی گسیخته شده در قطعات کوچک تر و در نظر گرفتن هر کدام از قطعات منفرد به عنوان یک بلوک لغزنده تنها، تحلیل انجام میشود. برای حل روش قطعات از برنامههای کامپیوتری استفاده میشود، در نتیجه این روش میتواند برای هندسههای پیچیده، شرایط متغیر خاک و تاثیر بارگذاری مرزیخارجی به کار رود. روش تعادل حدی برای تحلیل پایداری شیروانی، توده لغزش یافته را در n قطعه کوچک تقسیم میکند و همان گونه که در شکل - 2 - نشان داده شده هر قطعه توسط یک سیستم نیرو تحت تاثیر قرار میگیرد.
1؛3 روش تعادل حدی یانبو ساده شده
روش یانبو یکی از روش های تعادل حدی است که در آن تعادل نیروهای قائم برای هر قطعه تعادل نیروی افقی را برای کل توده لغزش - یعنی همه قطعات - ارضا میکند. تعادل نیروی قائم برای هر قطعه از رابطه - 1 - قابل تعیین است:
