ایستاسازه
En Ar

خانه - کتابخانه - Composite Behavior of Geosynthetic Reinforced Soil Mass

دانلود Composite Behavior of Geosynthetic Reinforced Soil Mass

طبق توضیحات ارائه شده توسط FHWA خاک مسلح شده با ژئوسنتتیک (مصالح مصنوعی) با روش های سنتی پایدارسازی مکانیکی دیوار متفاوت است. در خاک مسلح شده با ژئوسنتتیک فاصله ی مسلح کننده ها عموما کم بوده و نزدیک به یکدیگر هستند ( کم تر از 300 میلیمتر). فاصله ی کم مسلح کننده باعث می شود تا اندرکنش خاک و ژئوسنتتیک ها به خوبی اتفاق افتد و رفتار ترکیبی قابل قبولی از طریق سیستم ارائه شود. یکی از یافته های بزرگ این تحقیق روشی جدید برای ارزیابی مقاومت مسلح کننده ی مورد نیاز بر اساس آزمایش های با مقیاس واقعی کرنش مسطح انجام شده توسط FHWA می باشد. این رابطه ی نیمه تجربی توسط FHWA در روش های تحلیل پایداری مورد استفاده قرار گرفته است.

چکیده

این تحقیق رفتار ترکیبی خاک مسلح با ژئوسنتتیک را بررسی می کند. بسیاری از تحقیقات بر اساس رفتار سیستم خاک ژئوسنتتیک انجام شده است هر چند رفتار اندرکنشی خاک ژئوسنتتیک به طور دقیق بررسی نشده است. روش های طراحی موجود مصالح مصنوعی نصب شده در خاک را به عنوان یک روش دوختن از پشت (Tieback) در نظر می گیرد و بر این اساس مقاومت مسلح کننده و فاصله ی مسلح کننده ها به یک اندازه بر روی رفتار سیستم اثرگذار هستند. این اتفاق پیمانکاران تشویق می کند تا از مسلح کننده های قوی تر در فاصله های بزرگتری استفاده کنند. یک سری آزمایش بر روی سیستم های ترکیبی خاک ژئوسنتتیک در ابعاد بزرگ طراحی و در شرایط کاملا کنترل شده اجرا شد. آزمایش ها مشخصا نشان دادند که فاصله ی بین مسلح کننده ها تاثیر بیشتری نسبت به مقاومت آن ها بر روی رفتار خاک مسلح شده دارد. یک مدل تحلیلی برای بررسی اثرگذاری مقاومت و فاصله ی مسلح کننده ها از یکدیگر نیز ارائه شد. در این مدل چسبندگی ظاهری، ظرفیت باربری نهایی خاک و مقاومت کششی مورد نیاز با توجه به فاصله ی از پیش تعیین شده ی بین مسلح کننده ها بررسی شد. این معادلات توسط آزمایش هایی که توسط یکی دیگر از محققین در ابعاد واقعی بر روی نمونه ها صورت گرفته بود و همچنین با استفاده از نتایج یک تحلیل اجزای محدود صحت سنجی شد.

با توجه به محبوبیت دیوارهای مسلح شده یک روش تحلیلی برای پیش بینی جابجایی جانبی خاک ارائه شد. این روش همچنین اجازه می داد تا با استفاده از روش های ساده مقاومت کششی مورد نیاز مسلح کننده ها مشخص شود. علاوه بر آن تنش های ایجاد شده ناشی از تراکم که معمولا در هنگام طراحی و تحلیل خاک مسلح شده نادیده گرفته می شود بررسی شده است. یک مدل تحلیلی برای تخمین تنش های ایجاد شده ناشی از تراکم، پیشنهاد و صحت سنجی های اولیه ی مدل توسط نتایج به دست آمده از آزمایش های با ابعاد واقعی و تحلیل اجزاء محدود انجام شد. رفتار اتساعی خاک مسلح شده توسط ژئوسنتتیک نیز در این تحقیق بررسی شده است. حضور مسلح کننده باعث می شود تا جلوی اتساع خاک گرفته شده و زاویه ی اتساع خاک کاهش یابد. رفتار اتساعی توضیح جدیدی از ساز و کار مسلح کننده ارائه می کند و در واقع زاویه ی اتساع می تواند به عنوان معیاری از عملکرد مسلح کننده در نظر گرفته شود.

معرفی

در طول 2 دهه ی گذشته استفاده از ساختارهای خاک مسلح به همراه ژئوسنتتیک در دیوارهای حائل، شیب ها، خاکریزها، راه ها و پی ها در سراسر جهان مورد استقبال قرار گرفت. در ساخت و اجرا این سیستم ها دارای مزایایی هستند. به طور عمومی برای اجرای مسلح کننده در خاک به مقدار کمتری خاکبرداری نیاز بوده و این سیستم انعطاف پذیری بالایی دارد که به همین خاطر در برابر نشست های نامتقارن و بارهای لرزه ای بهتر عمل می کنند. می توان از مسلح کننده های ژئوسنتتیک در خاکریزهای با نفوذپذیری کم نیز استفاده کرد و ساخت آن ها آسان تر است همچنین در مجموع هزینه ی کمتری در مقایسه با روش های سنتی دارد.

در میان انواع مختلف سازه های مسلح شده با مصالح مصنوعی، از این روش در ساخت دیوارهای خاک مسلح بیشتر استفاده شده است. این دیوارها دارای دو جزء اصلی هستند: المانی که در جلوی دیوار قرار می گیرد و یک توده ی خاک مسلح.

وجه بیرونی دیوار می تواند در اندازه و اشکال گوناگون باشد. همچنین می توان آن را از مصالح گوناگون ساخت در حالی که توده ی خاک مسلح معمولا خاک متراکم شده که توسط لایه های مسلح کننده تسلیح شده است می باشد.

خاک در برابر کشش عملکرد ضعیفی دارد و در برابر برش و فشار نسبتا قوی عمل می کند. در یک خاک مسلح توده ی خاک توسط المان هایی که می توانند کشش را تحمل کنند تقویت می شود. با اجرای مسلح کننده در خاک قیود جانبی خاک، فشار همه جانبه، سختی و مقاومت خاک افزایش یافته و تمایل به اتساع در خاک کاهش می یابد.

تعداد زیادی مطالعه بر روی رفتار خاک مسلح انجام شده است اما به بررسی اندرکنش خاک و مسلح کننده پرداخته نشده است. این مورد باعث شده تا روش های طراحی به صورت پایه ای دارای نقص هایی باشند. شاید بزرگترین نقص در روش های موجود عدم در نظر گرفتن ذات ترکیبی سیستم خاک مسلح باشد و مسلح کننده را به عنوان یک المان که خاک را به پشت گوه ی گسیختگی می دوزد در نظر می گیرند. مقاومت مسلح کننده با در نظر گرفتن مقاومت مورد نیاز برای تحمل فشار رانکین، کولمب و فشار خاک در حالت سکون در نظر گرفته می شود. به طور ویژه مقاومت طراحی مسلح کننده از ضرب فشار جانبی خاک در عمق مورد نظر و فاصله ی مسلح کننده ها و ضریب اطمینان حاصل می شود.

برخی از مهندسین این روش را برای به دست آوردن مقاومت مسلح کننده صحیح نمی دانند. در عملکرد و هنگام اجرا تاثیر فاصله ی بین مسلح کننده ها بسیار بیشتر از تاثیر مقاومت مسلح کننده است. در یک مطالعه ی انجام شده دو آزمایش انجام شد:

  • یکی از آزمایش ها بر روی خاک مسلح شده با مقاومت مسلح کننده ی کم و فاصله ی نزدیک به هم مسلح کننده ها بود.
  • در آزمایش دیگر مقاومت مسلح کننده چند برابر آزمایش اول و فاصله ی بین مسلح کننده ها دو برابر حالت اول بود.

این آزمایش ها در ابعاد واقعی و مقیاس بزرگ انجام شد. نتیجه ی آزمایش نشان داد خاکی که دارای مسلح کننده های با فاصله ی کم از هم بود مقاومت بیشتری نسبت به سیستم با مقاومت مسلح کننده های بالاتر است. بررسی و مطالعه بر روی پیدا کردن رابطه ای که اثر فاصله و مقاومت/ سختی مسلح کننده را با مقاومت خاک مسلح نشان دهد از اهمیت بالایی برخوردار است.

تاثیر تنش ناشی از متراکم کردن خاک در خاک های بدون مسلح کننده در بسیاری از مطالعات بررسی شده است. این مطالعات نشان می دهند تراکم باعث افزایش قابل توجه تنش های جانبی در خاک می شود. افزایش تنش های جانبی در خاک باعث افزایش سختی و مقاومت توده ی خاک می شود.

تاثیر تنش ناشی از تراکم در خاک مسلح دارای اهمیت بیشتری می باشد. این موضوع به دلیل افزایش درگیر شدن خاک و لایه های ژئوسنتتیک در هنگام تراکم خاک است که باعث کاهش جابجایی های افقی می گردد.

در بسیاری از مطالعات اثر تنش ناشی از تراکم در تحلیل های عددی سازه های خاکی یا در نظر گرفته نشده یا به مقدار بسیار زیادی ساده سازی شده است. در مورد دیوارهای مسلح، عدم در نظر گرفتن این تنش باعث شده است تا در بسیاری از مطالعات، معادله ی ساده ای که برای به دست آوردن مقاومت کششی مسلح کننده بیان شد معتبر باشد. بررسی تنش های تراکم از موارد مهم در مطالعات ساختار خاک مسلح می باشد.

به علاوه دیوارهای مسلح که دیواره ی بیرونی آن ها از بلوک ساخته شده است نسبتا انعطاف پذیر هستند. به همین خاطر طراحی این سازه ها باید با در نظر گرفتن تنش و تغییر شکل صورت گیرد. روش Jewell-Milligan بهترین روش موجود برای تخمین جابجایی های جانبی دیوار در نظر گرفته شده است. هرچند این روش برای دیوار با مقدار بسیار کم یا بدون صلبیت در وجه بیرونی در نظر گرفته شده است. با افزایش محبوبیت استفاده از خاک مسلح به همراه بلوک لازم است تا تحقیقاتی بر روی سختی در وجه بیرونی دیوار مسلح صورت گیرد و پیشرفت هایی بر روی روش Jewell-Milligan برای اندازه گیری جابجایی جانبی دیوار انجام شود.

اهداف تحقیق

اهداف بررسی های انجام شده در چهار قسمت توضیح داده می شود:

  • اولین هدف بررسی رفتار ترکیبی خاک و مسلح کننده است.
  • هدف دوم بررسی رابطه ی بین مقاومت مسلح کننده و فاصله ی مسلح کننده ها و تاثیر آن بر روی رفتار توده ی خاک مسلح است.
  • هدف سوم به دست آوردن مدل تحلیلی برای ارزیابی و به دست آوردن تنش ناشی از تراکم در توده ی خاک مسلح است.
  • هدف چهارم به دست آوردن مدل تحلیلی برای پیش بینی جابجایی جانبی خاک مسلح با دیواره ی بلوکی است.

وظایف تحقیق

برای رسیدن به اهداف عنوان شده، تحقیق باید وظایف زیر را در بر بگیرد:

  1. مرور تحقیقات انجام شده در گذشته بر روی رفتار ترکیب خاک مسلح، تنش ناشی از تراکم در خاک و ساز و کار سازه ی خاک مسلح.
  2. به دست آوردن مدل تحلیلی برای تخمین تنش ناشی از تراکم در خاک مسلح.
  3. به دست آوردن مدل تحلیلی برای ارتباط بین مقاومت مسلح کننده و فاصله ی مسلح کننده ها و به دست آوردن معادله برای محاسبه ی مقاومت خاک مسلح با در نظر گرفتن رفتار ترکیبی.
  4. طراحی و انجام آزمایش های آزمایشگاهی بر روی خاک ترکیبی با ژئوسنتتیک برای بررسی عملکرد خاک مسلح با شرایط مختلف مسلح کننده.
  5. انجام تحلیل اجزای محدود برای انجام آزمایش و تحلیل رفتار خاک مسلح.
  6. صحت سنجی مدل های عددی به دست آمده با استفاده از داده های به دست آمده از آزمایش های انجام شده.
  7. ارائه ی مدل تحلیلی برای پیش بینی جابجایی جانبی دیوار خاک مسلح دارای بلوک در وجه بیرونی.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سایر مقاله ها

انواع روش های تخریب سنگ و بتن (A Variety of Methods of Rock and Concrete Demolition)

در برخی از پروژه های پایدارسازی دیواره های گود شرکت [...]


بیشتر بخوانید

پدیده فروچاله چیست؟ (?What is The Phenomenon of Sinkhole)

پدیده فروچاله چیست؟ (?What is Sinkhole) فروچاله ها حفره هایی [...]


بیشتر بخوانید

خطرات عملیات تخریب ساختمان (Risks of Building Demolition Operation)

به دنبال گسترش ناحیه شهرنشینی و همچنین نوسازی ساختمان ها [...]


بیشتر بخوانید

شمع پلاستیک (Plastic pile)

شمع پلاستیک (Plastic pile) پیامدهای حضور منابع آب به ویژه [...]


بیشتر بخوانید