بخشی از مقاله
تحلیل عددی پایداری شیروانی مسلح شده با میخکوبی با استفاده از روش کاهش مقاومت برشی
چکیده
میخکوبی خاک یکی از روشهای مسلح کردن خاک است که در پایدارسازی شیبها و گودبرداریها رایج شده است. یکی از نکات قابل توجه در مورد ایـن روش، ملاحظـات فنی و اقتصادی طرح ارائه شده تحت شرایط مختلف خاک موجود در محل است. جهت طرح پایداری گود به روش میخکـوبی در مطالعـه حاضـر از نـرم افـزار FLAC بـر پایـه روش کاهش مقاومت برشی استفاده شده است. بدین منظور طرح گود با خاک ماسهای با مقادیر c، φ، زاویه نصب میخ و سربارهای مختلف با تسلیح به روش میخکوبی ارائه شـده و ضـریب اطمینان هر طرح جهت مقایسه و بررسی تأثیر هر متغیر به دست میآید.
واژگان کلیدی: میخ کوبی، شیروانی خاکی، خاک مسلح، ضریب اطمینان.
-1 مقدمه
ساختمانهایی که روی زمین بنا می شوند شامل یک بخش بالایی (Super Structure) و بخش زیر سازه یا پی (Foundation) می باشند. وظیفه فونداسیون انتقال بار ساختار بالائی به خاک زیر آن می باشد. لذا، طراحی یک فونداسیون ایمن تحت تاثیر گسیختگی برشی خاک و نشست اضافی می باشد. مقاومت برشی محدود شده خاک با عنوان ظرفیت باربری نهائی خاکqu معرفی می شود. از این رو برای طراحی پی به ظرفیت باربری مجاز خاک qa احتیاج است. ظرفیت باربری مجاز خاک از تقسیم ظرفیت باربری نهائی بر ضریب ایمنی مناسب بدست می آید.
شکل (1) رابطه بار- تغییر شکل را برای یک پی منفرد روی لایه خاک نشان می دهد. عموما هیچ قسمتی از منحنی بار-نشست خاک ها خط مستقیم نیست و به همین دلیل اندازه گیری مدول ارتجاعی E آسان نیست. بعلاوه نقطه تسلیم و مقاومت نهائی نیز به خوبی قابل تعریف نیستند. در برخی موارد هم نمودار بار- تغییر شکل خاک برای تعیین مقادیر نقطه تسلیم و مقاومت نهائی در دسترس نیست و عموما تهیه آن نیازمند زمان و هزینه می باشد. گاها آزمایشات بار در صحرا با صفحات نسبتا کوچک حدودا 1.4 تا 1.2 مترمربع انجام می پذیرد و برای بارهای بسیار بزرگ به آزمایشات با مقیاس کامل نیاز است. با داشتن منحنی بار-تغییر شکل، ظرفیت باربری نهائی qu در فشارهائی که نفوذ عمودی بزرگ را ایجاد می کنند بدست می آید. مطابق شکل (1) نوع گسیختگی ها به سه دسته تقسیم می شوند: گسیختگی برشی کلی، گسیختگی برشی موضعی و گسیختگی برشی پانچ. حسینعلی زاده و میر محمد حسینی در مورد تحلیل عددی ظرفیت باربری فونداسیون های سطحی بر خاک ماسه مطالعه ای انجام داده اند.[1] محلی و قضاوی روشی تحلیلی برای تعیین ظرفیت باربری پی مستقر بر خاک با لایه های چسبنده ارائه کردند.[2] قضاوی و رمضان پور روشی برای پیش بینی اثر تداخل شالوده های نواری بر ظرفیت باربری پیشنهاد دادند.[3] احمدی و همکاران آنالیزی عددی جهت پاسخ پی نواری مسلح شده با ژئوگرید در خاک ماسه ای ارائه دادند.[4]
شکل :1 اشکال مختلف گسیختگی: (a کلی (b موضعی ( c پانچ
-2 معرفی مشخصات خاکهای مورد نظر
در این مطالعه از سه نوع خاک ماسه ای (SM)، رسی((CL و ماسه رسی (SM-SC) جهت تعریف مشخصات خاک زیر فونداسیون استفاده شده است. جداول (1) الی (3) مشخصات 3 نوع خاک شامل چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی، زاویه اتساع، جرم مخصوص، ضریب ارتجاعی و ضریب پواسون خاکها را نشان می دهند. هر گروه از خاکهای مورد نظر در سه حالت سست، متوسط و متراکم دسته بندی شده اند.[1]
-3 مدل سازی و صحت سنجی
در این فصل مراحل مدل سازی و صحت سنجی پاسخ های تحلیل مدل مورد نظر بررسی خواهد شد. به منظور تعریف مشخصات مدل مورد نظر از مشخصات نمونه خاک مربوط به تحقیق Tafreshi and Dawson(2012) استفاده شده است که در آن تحقیق پاسخ فونداسیون های سطحی واقع بر ماسه غیر مسلح و مسلح تحت بار سیکلی و استاتیکی بررسی و مقایسه شده است.[5] شکل (3) هندسه مدل آزمایشگاهی این تحقیق را نشان می دهد. در مدل مرجع بارگذاری استاتیکی و سیکلی بر نمونه مورد نظر اعمال شده است. پی مورد استفاده در این مدلسازی یک ورق فولادی با 75 میلیمتر عرض، 20 میلیمتر ضخامت و 148 میلیمتر طول است. جعبه آزمایش نیز به ترتیب دارای 750 میلیمتر عرض، 375 میلیمتر ارتفاع و 150 میلیمتر عرض است. برای اندازهگیری نشستهای زیر پی، از ابزارهای نشست سنج با دقت 0/01درصد در هر 750 میلیمتر استفادهشده است.
