بخشی از مقاله
خلاصه
امروزه با بوجود آمدن نیاز مبرم به مکان پارکینگ خودرو و همچنین گرانی فزاینده قیمت زمین ها گود برداری های عمیق بسیار باب گشته و تحلیل و پایش دقیقی را جهت طراحی هر چه سبک تر و در عین حال امن تر میطلبد. درصورت تعیین تغییرشکل گودها با استفاده از تحلیلهای دوبعدی ، اثر هندسه و سختی گوشهیهای گود در تغییرشکلها نادیده گرفته شده و باعث میشود تحلیلهای دوبعدی تغییرشکل حاصل از گودبرداری دارای گوشه را در اکثر موارد محافظهکارانه تعیین کنند. در پایش تغییرشکلهای حاصل از گودبرداری نیز تغییرشکلهای حداکثر در میانه ضلع گودها اتفاق افتادهاست. در این صورت بهمنظور مقایسه نتایج تحلیلهای عددی با پایش بهتر است از تحلیلهای سهبعدی که عوامل هندسی و اثر سختی گوشهها را درنظر میگیرند، استفاده شود. هدف از این مطالعه معرفی ضریبی جهت تبدیل جابجاییهای مجاز دوبعدی به سه بعدی و استفاده از این عدد جهت تحلیل دقیق تر در طراحی و اجرا میباشد.
در طراحی پروژه های گود برداری مطالعات عددی را توسط نرمافزارهای اجزاء محدود غیرخطی به نام Plaxis انجام میدهند،به همین علت در این مطالعه از نرم افزارهای Plaxis 2D و Plaxis 3D Tunnel در مدلسازی دو و سهبعدی استفاده شدهاست،که همواره مورد استفاده طراحان محترم میباشد.سپس اعداد جابجایی از چهار پروژه گود برداری توسط تحلیل دو بعدی و سه بعدی بدست آورده شد و با اعداد جابجایی در پایش گود مقایسه گردید. با بدست آوردن منحنی تغییرات نسبت تغییر شکل های افقی سه بعدی ماکزیمم به تغییر شکلهای افقی دو بعدی ماکزیمم یا همان نسبت - plane strain ratio - PSR، ضریب مناسب تبدیل 2D به 3D جهت مقایسه با داده های مانیتورینگ بدست آمد. با بدست آوردن نمودار جامع تغییر شکلهای سه بعدی به دو بعدی و با استفاده از نتایج فوق الذکر،در طراحی هر گود با داشتن نسبت طول به عمق - - L/H گود و وارد کردن این عدد به نمودار،میتوان از همان ابتدا نسبت PSR و نیز نسبت FS - 3D - /FS - 2D - را بدست آورد و نتایج تحلیلی آن را در طراحی اولیه و نیز طراحی در حین اجرا لحاظ نمود.
کلمات کلیدی: رفتارنگاری، گودبرداری های عمیق، مونیتورینگ، مدلسازی عددی
1. مقدمه
عوامل موثر در تغییرشکل گودبرداریها شامل عوامل متعددی بوده که منشا آن پارامترهای خاک پروژه، پارامترهای طراحی و پارامترهای اجرایی میباشد. برای تعیین تغییرشکلهای گودبرداری توسط تحلیلهای عددی، نمایاندن اثرات تمام این موارد، موجب پیچیدگی مدلهای تحلیل شده بهنحوی که استفاده از آن را در بسیاری از موارد غیرممکن خواهد کرد. منطقاً میبایست به مهمترین موارد بالا در تحلیلهای عددی اهمیت بیشتری داده شود و با پیادهسازی رفتارنگاری بر پروژههای گودبرداری، در طی مراحل اجرایی مدام تغییرشکلهای حاصل از گودبرداری را با نتایج تحلیل مقایسه نمود تا از اثر ناچیز بقیه پارامترهای صرفنظر شده اطمینان حاصل شود. یکی از عوامل مهم و تاثیرگذار در تغییرشکلهای حاصل از گودبرداری، اثر سهبعدی یا سختی گوشههای گود میباشد. این اثر موجب کاهش تغییرشکلها در نواحی نزدیک به گوشه اضلاع گودبرداری خواهدشد.
بهنحوی که مقایسه رفتارنگاری گودها با تحلیلهای عددی دوبعدی بدون درنظر گرفتن این اثر، با ایرادات فراوانی روبرو خواهدشد. البته که در بیشتر مواقع استفاده از تحلیلهای دوبعدی - کرنشمسطح - موجب تخمین دستبالاتری از تغییرشکلها خواهدشد ولی ممکن است موجب خطا را نیز فراهم کند. قابل ذکر است که ارائهای از واژگونی یک ترانشهی طویل نگهداری شده با دیوار دیافراگمی پانلی و استرات را در مترو سنگاپور داشته اند . - 1 - طراحی و کنترل تغییرشکل این ترانشه با مدلسازی دوبعدی انجام شده و نتایج قابل قبول بودهاست. به منظور پیداکردن علت این فروریختن، تحلیل سهبعدی برای این ترانشهی طویل صورت گرفت. نتایج تغییرشکل پانلهای دیافراگمی مدل سهبعدی مشابه مدل دوبعدی بوده ولی این تغییرشکل موجب تمرکز تنش کششی در درز بین پانلها -که بسیار منعطفتر از خود پانلها هستند- شدهاست.
این تمرکز تنش موجب گسیختگی درز بین پانلها و پارگی آنها و در نهایت گسیختگی کل دیوار نگهدارنده گود شدهاست. این رفتار درزهای بین پانلها فقط در مدل سهبعدی قابل بررسی بودهاست. قوسزدگی در خاک پشت شمعهای ردیفی - Soldier - Pile یا بلوکهای مهاری موجب نگهداری خاک در فاصلهی بین دو شمع یا بلوک مهاری میشود. در مدلسازی دوبعدی، این المانها به صورت صفحه معادل مدل میشوند در حالیکه اثر کاهش تغییرشکل به علت قوسزدگی محدود به یک ناحیه سهبعدی اطراف هر شمع و بلوک میباشد. در صورت استفاده از شمع و بلوک با فاصلهی افقی زیادتر و خارج شدن خاک مابین شمعها از محدوده تأثیر قوسزدگی، امکان تغییرشکل زیاد یا فروریختن خاک مهارنشده وجود خواهد داشت. محدودهی تحت تأثیر قوسزدگی هر شمع تنها در مدل سهبعدی قابل مدلسازی میباشد.
محققین زیادی به عوامل مؤثر در تغییرشکل حاصل از گودبرداریها اشاره کردهاند. بر مبنای نظر محققین عوامل مؤثر در تغییرشکل گودها را پارامترهای خاک پروژه، پارامترهای طراحی و پارامترهای اجرایی میدانند 2 - ، 3، 4، 5، . - 6 برای تعیین تغییرشکلهای گودبرداری توسط تحلیلهای عددی، نمایاندن اثرات تمام موارد بالا، موجب پیچیدگی مدلهای تحلیل شده و بهنحوی که استفاده از آن را در بسیاری از موارد غیرممکن خواهد کرد. منطقاً میبایست به مهمترین موارد بالا در تحلیلهای عددی اهمیت بیشتری داده شود و با پیادهسازی رفتارنگاری بر پروژههای گودبرداری، در طی مراحل اجرایی مدام تغییرشکلهای حاصل از گودبرداری را با نتایج تحلیل مقایسه نمود تا از اثر ناچیز بقیه پارامترهای صرفنظر شده اطمینان حاصل شود. تعدادی از محققینی که به اثر سهبعدی در جابجایی گودها توسط مطالعات عددی یا موردی اشاره کردهاند، میباشند 7 - ، 8، 9، 10، 11، 12، 13، - 14
یکی از عوامل مهم و تاثیرگذار در تغییرشکلهای حاصل از گودبرداری، اثر سهبعدی یا سختی گوشههای گود میباشد. این اثر موجب کاهش تغییرشکلها در نواحی نزدیک به گوشه اضلاع گودبرداری خواهد شد. بهنحوی که مقایسه رفتارنگاری گودها با تحلیلهای عددی دوبعدی بدون درنظر گرفتن این اثر، با ایرادات فراوانی روبرو خواهد شد. البته که در بیشتر مواقع استفاده از تحلیلهای دوبعد کرنشمسطح موجب تخمین دستبالاتری از تغییرشکلها خواهدشد ولی ممکن است موجب خطا را نیز فراهم کند. فقط درصورتیکه تحلیلهای سهبعدی انجام شدهباشد، مشخص خواهد شد که گودبرداری در شرایط ایمن قرار ندارد و میبایست در پارامترهای دخیل در تغییرشکل گود، بررسی دقیقتری صورت پذیرد.این بررسی اهمیت تحلیلهای سهبعدی در گودبرداری را بیان نموده و مطالبی در مورد اثرات سهبعدی گود و اهمیت مقایسه رفتارنگاری گودها با تحلیلهای سهبعدی را نشان می دهد.
.2-1 دیوار میخکوبی کلوتر - 15 - CLOUTERRE
برای صحتسنجی از خاکریز میخکوبی شده CLOUTERRE که در سال 1986 اجراشده، استفاده شدهاست. این پروژه 7 متر ارتفاع و 7/5 متر عرض دارد و بین دو دیوار جانبی که سطح تماس خاک آنها با با گریس پوشانده شدهاست قرار دارد تا شرایط کرنشمسطح ایجاد شدهباشد. مقطع دیوار مذکور در شکل Error> No text of specified style in1 1document. نمایش داده شدهاست.شکل 1Error> No text of specified style in document. مقطع دیوار میخکوبی - 15 - CLOUTERREخاکبرداری به صورت مرحلهای تا 0/5 متر پایین تر از تراز قائم اجرای میخکوبی در هر مرحله است. شیب نیلها 10 نسبت به افق و فواصل افقی و قائم نیلها به ترتیب 1/15 و1 متر میباشد. اجرای دیوار با ساخت دیوار حائل پشت بند دار شروع شده و بعد مصالح ماسهای در پشت دیوار متراکم گردیدهاند و سپس گودبرداری و اجرای شاتکریت و میخها به صورت مرحلهای انجام شدهاست. در مشخصات کامل این پروژه در جدول Error> No text of specified style in
document. ارائه شدهاست.مدلسازی خاک در مدل دوبعدی با المان ایزوپارامتریک مثلثی 15 گرهای با 12 نقطه تنش و در طرح سهبعدی به صورت پیش فرض با المان 15 گرهای گوه شکل با 6 نقطه تنش انجام شدهاست.
