ایستاسازه
En Ar

خانه - کتابخانه - Effects Of Geosynthetic Reinforcement Spacing on The Behavior of Mechanically Stabilized Earth Walls

دانلود Effects Of Geosynthetic Reinforcement Spacing on The Behavior of Mechanically Stabilized Earth Walls

این گزارش بخشی از تلاش برای اصلاح طراحی دیوارهای خاکی مکانیکی پایدار شده (MSE) با نمای بلوک مدولار است. این مطالعه، ساخت یک دیوار خاکی تقویت شده تا زمان شکست را با برنامه کامپیوتری تفاضل محدود دو بعدی شبیه سازی کرده است. نتایج مطالعه نشان می دهد که فاصله مسلح کننده ها (ژئوسنتتیک) مکانیسم خرابی را کنترل می کند و تأثیر قابل توجهی بر عملکرد و پایداری داخلی دیوارهای خاکی مکانیکی پایدار شده (MSE) می گذارد. نتایج مطالعه نشان می دهد که اثرات سودمند فاصله ژئوسنتتیک (مسلح کننده ها) در سیستم های MSE باید به عنوان جزئی از یک طراحی درست و دقیق در نظر گرفته شود.

توجه

این سند تحت حمایت اداره‌ی حمل ‌و نقل آمریکا منتشر شده است و هدف از ارائه‌ی آن تبادل اطلاعات است. دولت ایالات متحده آمریکا مسئولیتی در قبال محتوا و استفاده از آن بر عهده نمی گیرد. این گزارش یک استاندارد، مجموعه الزامات یا قوانین نیست.

دولت ایالات متحده تولیدات یا تولید کنندگانی را تأیید نمی کند و نام های تجاری یا نام تولیدکنندگان فقط به دلیل ضروری بودن در مورد موضوع، در سند حاضر ذکر شده است.

چکیده

رفتار دیوارهای خاکی مکانیکی پایدار شده (MSEW) با نمای بلوک مدولار و تسلیح با ژئوسنتتیک با مدل های عددی که ساخت دیوار را لایه به لایه تا زمان گسیختگی تحت بارگذاری وزنی شبیه سازی می کند، بررسی شده است. برای انجام تجزیه و تحلیل عددی از برنامه تفاضل محدود دو بعدی Fast Lagrangian Analysis of Continua (FLAC)، نسخه 3.4، Itasca 1998 استفاده شده است. انتخاب خواص مصالح بر اساس داده های گزارش شده در ادبیات فنی است که نشان دهنده ی مقادیر متداول مورد استفاده در کارهای عملی است. مکانیسم های شکست MSEW به عنوان تابعی از فاصله ژئوسنتتیک ها با در نظر گرفتن اثرات مقاومت خاک، سختی مسلح کننده، مقاومت اتصالات، لایه های مسلح کننده ثانویه و سختی فونداسیون (پی یا شالوده) تعیین شده است. اثرات طول مسلح کننده بر تنش های مسلح کننده و پایداری دیوار نیز مورد بررسی قرار گرفته است. پیش بینی های FLAC با روش AASHTO مقایسه شد و برای بررسی تأثیر برخی پارامترهای مدل سازی بر پاسخ دیوار، آزمایش های عددی اضافی انجام شد.

چهار مد خرابی برای MSEW تعیین شد که شامل موارد زیر است:

  • مد خرابی خارجی
  • مد خرابی عمیق
  • مد خرابی مرکب
  • مد خرابی

فاصله مسلح کننده به عنوان یک عامل اصلی کنترل کننده رفتار MSEWs شناخته شد. دو نوع فاصله در مطالعه اثرات فاصله در نظر گرفته شد: کم (کمتر یا مساوی 4/0 متر) و زیاد (بزرگتر از 4/0 متر). افزایش فاصله آرماتورها باعث کاهش پایداری دیوار شده و مد خرابی غالب را از حالت خارجی یا عمیق به حالت مرکب و اتصال تغییر می دهد. اثرات مشابهی در هنگام کاهش مقاومت خاک، سختی مسلح کننده یا سختی فونداسیون مشاهده می شود. به نظر می رسد که مقاومت اتصال فقط بر رفتار دیوارهایی با فاصله زیاد مسلح کننده تأثیر می گذارد که یعنی افزایش مقاومت اتصال باعث کاهش جابجایی های دیوار، بهبود پایداری دیوار و تغییر مد خرابی می شود. اثرات مشابهی در زمانی که لایه های مسلح کننده ثانویه در مدلی با فاصله تقویت کننده زیاد معرفی شد، مشاهده شد. افزایش طول مسلح کننده باعث بهبود پایداری دیوار، کاهش جابجایی های دیوار و نیروهای مسلح کننده می شود.

 مقایسه بین پیش بینی های FLAC و محاسبات AASHTO تطابق خوبی را نشان داد. مقایسه ها نشان داد که روش طراحی موجود می تواند مدهای شکست شناسایی شده توسط تجزیه و تحلیل FLAC را تشخیص دهد، به ویژه آنهایی که به دلیل پایداری خارجی رخ می دهند. با این حال، AASHTO تأثیر فاصله مسلح کننده را نادیده می گیرد و بنابراین، یک گوه خارجی را در نظر می گیرد که همیشه در داخل توسعه می یابد.

مقدمه

دیوارهای خاکی مکانیکی پایدار شده (MSEWs) ساختارهای حائلی هستند که از یک نما و ماده پر کننده ساخته شده اند و با عناصر مسلح کننده مدفون در آن پایدار می شوند. اندرکنش مواد پر کننده و مسلح کننده یک بلوک منعطف و منسجم را تشکیل می دهد که می تواند بارها و حرکات قابل توجهی را تحمل کند. در اصل، خاک مسلح مشابه بتن مسلح است و منطقی است که فرض شود رفتار خاک مسلح به نسبت خاک به مسلح کننده بستگی دارد که در قالب فاصله مسلح کننده بیان می شود.

روش اشتو MSEW(AASHTO) بر اساس تجزیه و تحلیل پایداری داخلی و خارجی با استفاده از روش های تعادل حدی است. محاسبات پایداری داخلی بر این فرض استوار است که بحرانی ترین سطح لغزش از داخل خاک مسلح شده ایجاد می شود؛ بنابراین، به دلیل طول بسیار زیاد و غیرضروری مسلح کننده در اندازه گیری های اولیه دیوار، در بسیاری از موارد، تجزیه و تحلیل پایداری داخلی طراحی دیوار را کنترل می کند. این اندازه با نسبت طول به ارتفاع حداقل 7/0 مطابقت دارد. با این حال، شکست داخلی تنها زمانی رخ می دهد که فاصله مسلح کننده ها نسبتاً زیاد باشد. رابطه بین فاصله مسلح کننده و مد خرابی در طراحی های فعلی در نظر گرفته نمی شود، اگرچه شواهد زیادی وجود دارد که آرماتور با فاصله کم ممکن است منجر به یک مصالح کامپوزیت شود. به این معنا که هیچ پلاستیسیته ای در خاک (یا خرابی) در منطقه تقویت شده ایجاد نمی شود. این ممکن است منجر به طراحی بیش از حد محافظه کارانه MSEW ها با نمای پیوسته شود یا برعکس ممکن است منجر به طراحی غیر محافظه کارانه MSEW ها با نمای بلوک مدولار شود. اثرات سختی مسلح کننده، مقاومت اتصال، لایه های مسلح کننده ثانویه و سختی فونداسیون بر مکانیسم های خرابی، مستقیماً در طراحی فعلی MSEW ها دخیل نیستند.

نتایج تجزیه و تحلیل عددی در مورد رفتار MSEWs با نمای بلوک مدولار و تقویت ژئوسنتتیک، با در نظر گرفتن اثرات فاصله مسلح کننده ها، مقاومت خاک، سختی مسلح کننده، مقاومت اتصال، طول مسلح کننده، لایه های مسلح کننده ثانویه و سختی فونداسیون ارائه شده است. برای انجام تجزیه و تحلیل عددی از برنامه تفاضل محدود دو بعدی Fast Lagrangian Analysis of Continua (FLAC) استفاده شد. خواص مصالح بر اساس داده های گزارش شده در ادبیات فنی است که نشان دهنده مقادیر متداول مورد استفاده در طراحی است. مجموعه ای از مدل سازی های رایانه ای (کامپیوتری) برای شناسایی مکانیسم های خرابی MSEWs به عنوان تابعی از فاصله ژئوسنتتیک انجام شد. اثرات مقاومت خاک، سختی مسلح کننده، مقاومت اتصال، لایه های مسلح کننده ثانویه و سختی فونداسیون بر مکانیسم های شکست با توجه به فاصله ژئوسنتتیک مشخص شد. همچنین، تجزیه و تحلیلی به صورت عددی برای بررسی تأثیر طول مسلح کننده بر تنش های مسلح کننده و پایداری دیوار انجام شد و پیش بینی های FLAC با روش طراحی AASHTO مقایسه شد. هم چنین، آزمایش های عددی اضافی برای بررسی تأثیر برخی پارامترهای مدل سازی بر پاسخ دیوار انجام شد.

رفتار دیوار برای همه فاصله های مسلح کننده مربوطه در محدوده 2/0 – 1 متر مورد بررسی قرار گرفت. خواص خاک با توجه به مقاومت خاک (سه نوع: خاک با مقاومت بالا، متوسط ​​و کم) و سختی خاک (دو نوع: خاک پایه و بسیار سفت) تغییر داده شد. سه نوع مقاومت اتصال نیز مدل شد که شامل اتصال اصطکاکی با مقاومت کم، اتصال اصطکاکی با مقاومت پایه و اتصال سازه ای است. سختی مسلح کننده برای نشان دادن مسلح کننده پایه (BR) و مسلح کننده شکل پذیر (DR) مدل شد.

نتایج این کار باید فقط به صورت کیفی در نظر گرفته شود. آنها نتایج تجزیه و تحلیل عددی جامعی از موارد ایده آل شده مختلف را نشان می دهند. با این حال، این کار چشم اندازی را در مورد اثرات فاصله مسلح کننده ها با مفاهیم طراحی ارائه می دهد. قبل از اعمال نتایج در طراحی، مشاهدات عددی باید مشخص شوند. در نتیجه، می توان این نتایج را به عنوان راهنمای مهمی برای تحقیقات متمرکز بیشتری دانست.

این گزارش شامل 7 فصل است:

  1. فصل مقدمه
  2. فصل پیش زمینه
  3. فصل تجزیه و تحلیل عددی
  4. فصل نتایج
  5. فصل مقایسه با روش های طراحی موجود
  6. فصل مفاهیم طراحی
  7. فصل نتیجه گیری و پیشنهادات
سایر مقاله ها

خاک های رمبنده (Collapsible Soil)

در طبیعت خاک هایی هستند كه تحت تنش یكسان، با [...]


بیشتر بخوانید

ظرفیت باربری پی (Bearing Capacity of Foundation)

خاک باید بدون آنکه دچار گسیختگی برشی شود، توانایی تحمل [...]


بیشتر بخوانید

نشست غیر یکنواخت (Differential Settlement)

پی (شالوده یا فونداسیون) یک سازه وزن زیادی دارد و [...]


بیشتر بخوانید

ابزار دقیق در مهندسی ژئوتکنیک (Instruments in geotechnical engineering)

ابزار دقیق در مهندسی ژئوتکنیک (Instruments in geotechnical engineering) ابزار [...]


بیشتر بخوانید