در اغلب پروژه های مختلف عمرانی نیاز به خاكبرداری و در نتیجه نگهداری خاك پشت گودبرداری میباشد. از جمله روش های حفظ پایداری توده خاك، استفاده از دیوارهای حائل است. مهمترین نكته در طراحی مناسب و نصب دیوارهای نگهدارنده، تشخیص و خنثی كردن تمایل مواد نگه داشته شده برای حركت به سمت پایین به دلیل گرانش است كه موجب فشار جانبی در پشت دیوار میگردد. این فشار جانبی در صورت عدم طراحی مناسب دیوار، آن را به جلو سوق داده و یا آن را واژگون میكند. نظر به اینكه كشور ایران در منطقه ای زلزله خیز قرار گرفته است، لذا بررسی رفتار دیوارهای حائل در برابر زلزله بخصوص در كنار گودبرداری ها، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

در مقایسه با روش های تجربی و یا تئوریك، روش عددی به دلیل لحاظ كردن بسیاری از پارامترها از روش های مناسب برای تحلیل دینامیكی دیوارهای حائل می باشد. در این پژوهش به بررسی رفتار دینامیكی دیوارهای حائل بتنی در مجاورت گود پرداخته شده است. خاك پشت دیوار دانه ای و جهت تحلیل عددی، نرم افزار FLAC مورد استفاده واقع گردیده كه در آن برای دیوار رفتار الاستیك و برای خاك مدل Cysoil  در نظر گرفته شده است. جهت اعمال نیروی دینامیكی، شتاب نگاشت چندین زلزله مورد استفاده قرار گرفت. نتایج تحلیل از نسبت نشست خطی خاك حاصل از پنج ركورد زلزله در گودبرداری با عمق مختلف نشان داد كه با افزایش عمق گودبرداری تغییرات نشست سطحی خاك بیشتر میشود لذا مناسب است كه حتی الامكان گود برداری ها با ارتفاع كمی صورت گیرد تا از خطرات ناشی از نشست سطحی خاك جلوگیری شود. هم چنین در عمق های بیش از ١٥ الی ٢٠ متر، دیوار حائل تحت اثر نیروی زلزله هایی مانند Centro El ،دچار تغییر مكان های بیش از اندازه شده و دچار ناپایداری میشود.

نسخه های دو بعدی و سه بعدی نرم افزار FLAC ،بر خلاف برخی از نرم افزارهای المان محدود و تفاضل محدود دیگر، به طور جداگانه ارائه شده و نحوه كدنویسی، مدلسازی و تحلیل با هر یك تا اندازهای متفاوت از دیگری میباشد، با این حال مبنای تئوریك هر دو نرم افزار به یك صورت میباشد و پایه علمی كه هر دو نرم افزار بر روی آن بنا شده است با یكدیگر مشترك می باشد. از جمله تفاوت های عمده در نرم افزار دو بعدی و سه بعدی FLAC ،نحوه مدل سازی هندسی مدل ها میباشد. در نرم افزار دو بعدی تكنیك مدلسازی هندسی بر پایه مدیریت شبكه مش بندی با استفاده از خطوط مش بندی و نقاط گره ای است. در حالی كه تكنیك مدلسازی در FLAC سه بعدی بر پایه دهی مدل با استفاده از احجام هندسی پیش فرض موجود در نسخه سه بعدی نرم افزار است. هر چند تعاریف فنی خطوط مش بندی، نقطه گره ای و زون برای الما نهای سه بعدی در نرم افزار FLAC3D نیز صحت دارد.

صحت سنجی مدل توسط نتایج حاصل از نصب یك انكر سه گانه در دیوار حائل در خاك ماسه ای صورت پذیرفت. مقاله معیار كه توسط (2002 (Schweiger] [توصیف شده، شامل یك مسئله حفاری عمیق در خاك ماسه ای برلین میباشد. پارامترهای مدل از مقاله مورد اشاره اقتباس شده است. نتایج تجربی برای تغییر شكل دیوارنشست صفحه ای به ترتیب با اندازه گیری ها و پیش بینی های FLAC مقایسه، و در شكل زیر نشان داده شده است.

 

در این مطالعه رفتار دیواره های ٣٢ متری، ٤٥ متری و ٥٥ متری تحت نیروی زلزله و تاثیرافزایش عمق با ارتفاع دیواره ثابت بر روی نشست سطحی خاك بررسی گردیده است.

نتایج حاصل برای دیواره ٣٢ متری

 برای دیواره ٣٢ متری نتایج تحت هفت ركورد زمین لرزه با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی به دست آمده و در شكل ٢ نشان داده شده است.

 

همانطور كه در شكل ٢ مشاهده میشود با افزایش عمق جابه جایی ها بیشتر میشود. در برخی زلزله ها همانند كوبه و كیپ مندو تا عمق خاصی جابه جایی كمتر شده و سپس افزایش می یابند. در حالت كلی و با مشاهده میانگین جابه جایی ها، این نتیجه بدست می اید كه با افزایش عمق، جابه جایی ها بیشتر میشود.

با مشاهده و مقایسه میانگین جابه جایی های دیواره های ٣٢ متری، ٤٥ متری و ٥٥ متری تحت هفت ركورد زلزله، افزایش ارتفاع دیواره منجر به افزایش جابه جایی ها میشود. همچنین با تغییر بار دینامیكی یعنی تغییر ركورد زلزله باز این نتیجه كلی حاصل میگردد كه با افزایش ارتفاع دیوار حائل جابه جایی دیواره بیشتر میشود، لذا میتوان گفت چه در تحلیل استاتیكی و چه در تحلیل دینامیكی با افزایش ارتفاع دیوار جابه جایی ها افزایش خواهد یافت. تغییرات نشست سطحی زمین متناسب با افزایش عمق گودبرداری میباشد، درنتیجه به منظور جلوگیری از خطرات ایجاد شده بدلیل نشست سطحی بیش از حد خاك، در مجاورت دیوارهای حائل، گودبرداری ها با دقت باید صورت پذیرد و عمق آنها نسبتاً كم باشد.

برگرفته از مقاله:

محمدی، سحر و جوانمرد، مهران،1399،تحلیل عددی دیوارهای حائل صلب در مجاورت گودبرداری ها،سومین کنفرانس بین المللی عمران، معماری و مدیریت توسعه شهری در ایران،تهران،،،https://civilica.com/doc/1119066