مقاله تحلیل پارامتریک تاثیر تغییرات طول و سختی محوری مهارهای خاکی بر خاک های لای

بخشی از مقاله

خلاصه

استفاده از انکراژ-زمین مهارها ایمن ترین روش هاي حفاظت از گود در مقایسه با سایر روش هاي تثبیت و پایدار سازي ترانشه هاي خاکی می باشد این امر ناشی از خاکبرداري یا خاکریزي مرحله به مرحله و تثبیت هر مرحله از گود با استفاده از ردیف مهار هاي مربوط به آن مرحله و سپس انجام عملیات خاکبرداري یا خاکریزي مرحله بعدي می باشد . مهارهاي خاکی می توانند در مقابل نیروهاي بیرون کشیدگی رو به بالا و نیروهاي فشاري مقاومت کنندو همچنین باعث بهسازي خاك شوند در این تحقیق با مدلسازي عددي مدلهاي مورد نیاز ،تاثیرات بکارگیري مهارهاي خاکی در خاك لاي توسط نرم افزار plaxis دوبعدي انجام شده و سپس بصورت تحلیلی این مدل ها ارزیابی شده اند. از نتایج این تحقیق می توان به این موارد اشاره داشت که نمودار 13 با طول مهار 5 متراز لحاظ حداکثر جابجایی بهتر از نمودار مدل هاي 17و21 با طول مهار بترتیب 6 و7 متر است. از دیگر نتایج این تحقیق این مورد قابل ذکر است که مهار داراي سختی محوري2/25× 105 kn نسبت به مهار با سختی محوري2 × 105 kn قابلیت تحمل تنش افقی بیشتري را دارد.

کلمات کلیدي: مهار –خاك لاي- خاك مسلح- گودبرداري- خاکریزي

.1  مقدمه

با افزایش تراکم در عرصههاي محدود و در نواحی پرتراکم شهري بر تعداد طبقات زیرزمینی و عمق گودبرداري افزوده گشته است. گسترش روز افزون شهرها و نیاز به فضاهاي کار و سکونت از یک طرف و افزایش شدید قیمت زمین در شهرها و ضرورت استفاده حداکثري از زمین از سوي دیگر باعث گشته که احداث ساختمانهاي مرتفع اداري، تجاري و مسکونی با طبقات متعدد در زیرزمین گسترش چشمگیري یابند. از این رو با افزایش عمق گودبرداري، خطرات ناپایداري و گسیختگی دیوارههاي گودبرداري به شدت افزایش مییابد. پیادهسازي سازه نگهبان براي پایدارسازي گودهاي عمیق به چند شیوه امکان پذیر است. روشهاي نیلینگ، انکراژ، دوخت به پشت، دیواره دیافراگمی، شمع، ریزشمع، سپرکوبی و اجراي خرپا ازجملهي این روشها هستند.

هرکدام از این روشها مزایا و معایبی دارند که با توجه به ارزیابیهاي فنی، اقتصادي، و امکانات در دسترس، روش یا روشهایی انتخاب و پیادهسازي میشود. [1]استفاده از انکراژ- زمینمهارها - Ground anchors - ایمنترین روشهاي حفاظت از گود در مقایسه با سایر روشهاي تثبیت و پایدارسازي ترانشههاي خاکی میباشند. نیلینگ و انکراژ و ترکیب آنها باتوجه به کارایی خوب، قابلیت اجراي بالا در شرایط مختلف و هزینه اجرایی نسبتاً پایین، نسبت به سایر روشهاي سازه نگهبان گودهاي عمیق، در سطح دنیا رواج بیشتري دارند. در این پروژه با مدلسازي عددي مدلهاي مورد نیاز ، تاثیرات بکارگیري مهارهاي خاکی در خاك لاي بررسی شده و نتایج ارائه گردید . خاکریز با جنس لاي با نرم افزار عددي Plaxis مدلسازي شده و سپس بصورت تحلیلی این مدلها ارزیابی شده است .

.4  پارامترهاي ثابت و متغییر تحقیق

.1-4 پارامتر ثابت

هندسه مدل-نسبت پواسون-مدول الاستیسیته-چسبندگی- زاویه اتساع-زاویه اصطکاك-تعداد لایه هاي تسلیح

.2-4 پارامتر متغییر

طول مهار- ضخامت خاك لاي- سختی محوري مهار-وزن مخصوص خاك لاي

.6  مشخصات خاك مدل و نحوه مدلسازي

خاك مورد استفاده در این تحقیق لاي - - silt واقع بر لایه ماسه متراکم می باشد. ارتفاع خاك لاي12 متر و ماسه متراکم 8 متر است، مدل خاك مسلح سازي شده شامل یک خاك لاي به ضخامت 10 و12 متر می باشد. تعداد لایه هاي مسلح کننده - - number of reinforcement layers از چهارلایه مسلح کننده مهار استفاده شده و بدین صورت است که مسلح سازي در خاك لاي صورت می گیرد.فاصله عمودي بین لایه ها : - Vertical distance between layers - - h - در این تحقیق،یک مقدار بمیزان 2 متر براي مدلسازي فاصله عمودي بین لایه ها - h - در نظر گرفته شده است.این مقدار براي فاصله عمودي بین لایه ها - h - ، در خاك لاي لایه بالایی بکار می رود.

ضخامت کل خاك مسلح شده : - Total thikness of reinforced soil - - d - مدل هاي مورد مطالعه در این تحقیق به این صورت است که مسلح سازي در خاك لاي صورت گرفته است و چهار لایه تسلیح در این خاك اعمال شده است. انکر مورد استفاده در تحلیل ها از نوع Anchor rod بوده و داراي EA بعنوان پارامتر متغیر بوده و L spacing آن بمیزان 1 متر می باشد و Material type آن از نوع Elastic است .براي جلوگیري از ریزش گود و همچنین اتصال مهار و پایداري آن ، از صفحه پلیت از نوع Plate در نرم افزار استفاده شده که داراي ارتفاع 12 متر است و از سطح زمین تا عمق 8 متري کارگذاشته شده و داراي EA=1.2e7 kn/m و EI= 1.2e 5 knm2/m و 0 .15= ν می باشد.

پلیت در مدل هایی که ضخامت لاي 10 متر است به لایه ماسه اي می رسد و دو متر در ماسه نفوذ می کند و وقتی ضخامت لاي 12 متر باشد، به لایه ماسه اي نمی رسد. نتایج تحلیل ها نشان می دهند ماسه بدلیل دانه اي و متراکم بودن نیازي به پلیت ندارد و بدون پلیت هم فرو نمی ریزد. پس ازمدلسازي و تحلیل نتایج ثبت شده و نمودار هاي مختلفی براي تحلیل و تفسیر نتایج بوسیله نرم افزار office تحلیل می شوند. در ادامه به منظور تفهیم
موضوع تعدادي از نمودارهاي خروجی بدست آمده از نرم افزار به همراه معرفی وتفسیر آنها آورده شده است.

.3   تحلیل نمودارها

.3-1 تاثیر تغییر EA مهار بر خروجی هاي مدل

مطابق شکل 1 که نشان دهنده مقایسه دو مدل 1 و 2 می باشد و به منظور تعیین تاثیر EA مهار بر خروجی هاي مدل با ثابت در نظر گرفتن سه پارامتر متغیر دیگر شامل طول مهار ، γ خشک لاي و ضخامت لاي ترسیم گردیده است . تاثیر تغییر EA مهار بر مقدار تنش قابل تحمل توسط خاك مسلح بدین صورت است که نمودار 2 از لحاظ تنش قابل تحمل بهتر از نمودار 1 است . پس مدل 2 داراي عملکرد مطلوبتري می باشد و بنابراین EA مهاربمیزان KN 2.25 x105 در وضعیت بهتري از EA مهار بمیزان KN 2 x 510 قرار دارد. این تحلیل با ثابت درنظر گرفتن سه پارامتر متغیر دیگر شامل طول مهار بمیزان 5 متر ، γ خشک لاي - KN/M3 - 16 و ضخامت لاي بمیزان 10 متر می باشد.