بخشی از مقاله
چکیده
یکی از شرایط و حالتهای مؤثر بر ظرفیت باربری پیها، مجاورت آن با شیب میباشد. با توجه به اهمیت احداث پیها در مجاورت شیب، استفاده از پیهای دارای دیواره محیطی تحتانی میتواند کمک موثری برای بهبود ظرفیت باربری پیهای سازههای مجاور شیب باشد. برای تعیین میزان ظرفیت باربری پیهای مجاور شیب روابطی ارائه شده است اما تاکنون توجهی به ظرفیت باربری پیهای دارای دیواره محیطی تحتانی مجاور شیب نشده است.
از این رو در این تحقیق با استفاده از مطالعات گذشته و آنالیزهای صورت گرفته توسط نرمافزار FLAC 3D رابطهای برای محاسبهی ظرفیت باربری پیهای دارای دیواره محیطی تحتانی مجاور شیب ارائه شده است. برای معرفی این رابطه ابتدا به تعیین مقادیر N T - VNLUWHG - برای پی های دارای دیواره محیطی تحتانی مجاور شیب پرداخته شده است.
-1 مقدمه
از جمله معمولترین فرضیاتی که محققین در محاسبات ظرفیت باربری از آن استفاده مینمایند، فرض صادق بودن اصل جمع آثار قوا در محاسبات ظرفیت باربری است. بر طبق این فرض میتوان اثر چسبندگی، زاویهی اصطکاک داخلی و سربار اطراف پی را به صورت جداگانه در ظرفیت باربری در نظر گرفته، سپس ظرفیت باربری را به صورت مجموع آثار پارامترهای فوق در نظر گرفت.
لازم به ذکر است که اصل فوق تنها در محدودهی رفتار خطی صادق بوده و در مسألهی ظرفیت باربری تنها به دلیل ساده سازی مسأله به کار برده میشود. یکی از شرایط یا حالت های مؤثر بر ظرفیت باربری پی، مجاورت آن با شیب میباشد. اتکا پی بر زمین شیبدار یا قرارگیری شیب در فاصلهی مؤثری از پی میتواند تأثیر قابل ملاحظهای بر ظرفیت باربری داشته باشد. این موضوع در رابطه با پیهای دارای دیواره محیطی تحتانی مجاور شیب نیز صادق است.
تاکنون بررسیهایی در رابطه با ارائهی روابطی برای محاسبهی ظرفیت باربری پیهای مجاور شیب صورت گرفته است، اما به ارائه رابطهای برای ظرفیت باربری پیهای دارای دیواره محیطی تحتانی مجاور شیب توجهی نشده است. از اینرو در ادامه ی این تحقیق با استفاده از آنالیزهای انجام گرفته توسط نرمافزار FLAC 3D، رابطهای برای ظرفیت باربری پیهای دارای دیواره محیطی تحتانی مجاور شیب ارائه شده است.
-2 تاریخچه
برای اولین بار ترزاقی در سال 1943، رابطهی ظرفیت باربری را به صورت زیر مطرح نمود.
که در این رابطه، qult، c، q، B و ، به ترتیب، ظرفیت باربری نهایی، چسبندگی خاک، سربار، عرض پی و وزن واحد حجم خاک بوده و N، Nq، Nc به ترتیب، ضرائب مربوط به وزن واحد حجم خاک، سربار و چسبندگی خاک در ظرفیت باربری میباشند.
برای ماسه، معادله ظرفیت باربری نهایی به صورت زیر تعریف میشود:
اولین بار هنسن در سال 1970 رابطه ظرفیت باربری را به صورت زیر برای حالتی که پی مجاور شیب میباشند اصلاح کرد.
که gc، g و gq به ترتیب ضرائب زمین مربوط به جملهی چسبندگی، سربار و وزن واحد حجم خاک میباشند و روابطی برای آنها ارائه شده است.
برخی دیگر از محققین به جای اعمال ضرائب زمین به اصلاح ضرائب باربری Ni برای حالت پی مجاور شیب پرداختند و اثر پی مجاور شیب را با اصلاح ضرائب ظرفیت باربری به صورت Nig لحاظ کردند. اما نکتهای که باید مورد توجه قرار داد این است که در اکثر روابط موجود و فرضهای گسیختگی زاویهی خروجی - سطح گسیختگی با سطح زمین - ، 45 - /2 در نظر گرفته میشود، زیرا خط شیب همان صفحهی اصلی است. همچنین فاصلهی مؤثر از لبهی پی یعنی طول منطقه گسیختگی در روی سطح زمین 2 برابر عرض پی لحاظ میشود.
میرهوف در سال 1957 و در ادامهی مطالعات خود در زمینهی ظرفیت باربری پیها، به مطالعهی پیهای واقع در مجاور شیب پرداخت و معادلهای را برای پیهای واقع در مجاور شیب ارائه نمود. رابطهای که او برای ظرفیت باربری پیهای نواری مجاور شیب ارائه نمود به صورت زیر میباشد.
میرهوف این رابطه را برای خاکهای ماسهای با توجه به c=0 به صورت زیر تعریف کرد.
الاقبری و محمد زین در سال 2004 معادلهی ظرفیت باربری اصلاح شدهای را برای پیهای نواری دارای دیواره محیطی تحتانی واقع بر بستر ماسهای، ارائه نمودند. در این معادله اثر فاکتورهای اصطکاک کف پی، عمق دیواره، زبری سطوح دیواره و تراکم پذیری خاک بر ظرفیت باربری این نوع از پیها در نظر گرفته شده است. الاقبری بر مبنای مطالعات تجربی خود به این نتیجه رسید که استفاده از دیواره محیطی تحتانی میتواند ظرفیت باربری را افزایش دهد.
معادلهی ظرفیت باربری اصلاح شدهای که الاقبری و محمد زین برای پیهای نواری دارای دیواره محیطی تحتانی واقع بر بستر ماسهای، ارائه نمودند به صورت زیر میباشد.
پارامترهای رابطهی 6 به صورت زیر تعریف شدهاند و در شکل 1 نیز نمایش داده شدهاند.
= F ضریب دیواره محیطی تحتانی
= D fs عمق از سطح زمین تا کف پی
