پ۲۵۹۰۳
per
اندرکنش سیستم خاک و دیوار حائل با عرض محدود به روش PIV
احسان مقدّم فر
فنی و مهندسی عمران
۱۴۰۰
۱۳۰ص.
سی دی
کارشناسی ارشد
عمران گرايش ژئوتکنیک
۱۴۰۰/۱۰۲۵
طراحی دیوار های حائل به مقدار فشار جانبی محرک اعمالی از طرف خاکریز پشت آن بستگی دارد. لذا تخمین مقدار این فشار از مراحل مهم طراحی این نوع سازه ها می باشد. زمانی که دیوار حائل در شرایطی می باشد که عرض خاکریز پشت آن محدود شده است، استفاده از روش های رایج نظیر کولمب و رانکین بمنظور تخمین فشار جانبی محرک و پیشبینی گوه ی گسیختگی احتمالی به سبب عواملی نظیر عدم تشکیل گوه ی گسیختگی و بروز قوس محرک مناسب نمی باشند. علی رغم مطالعات متعدد عددی و آزمایشگاهی انجام شده در این زمینه، بدلیل وجود پارامتر هایی نظیر بروز قوس محرک، نحوه ی حرکت دیوار، اندرکنش خاک- سازه و خاک- سطح صلب پشت خاکریز، شرایط محدودیت عرض خاکریز از جمله شیب معادل و فاصله ی پاشنه ی دیوار از سطح صلب پشت خاکریز، لزوم انجام مطالعات بیشتری را نمایان می سازد؛ از طرفی به سبب عواملی نظیر پیچیدگی تغییر شکل های ناشی از کرنش های برشی و حجمی(به عنوان پدیده ی اساسی در خاک های دانه ای) تفاوت هایی میان مطالعات تئوری و تجربی ملاحظه می شود که نیاز به بررسی بیشتری دارد. در این پایان نامه، جهت بررسی تغییرات فشار جانبی محرک و نحوه ی توزیع آن از یک دیوار حائل صلب با قابلیّت حرکت انتقالی و/یا دورانی با سرعت قابل تنظیم استفاده شده که در داخل یک جعبه ی آکلریک با قاب بندی فلزی در ابعاد 104 سانتی متر ارتفاع×80 سانتی متر طول×31 سانتی متر قرار دارد، همچنین بمنظور ایجاد شرایط عرض محدود، این جعبه، با یک سطح صلب با ابعاد 125سانتی متر طول×7/30 سانتی متر عرض تجهیز شده و در شرایط مختلف محدودیت عرض خاکریز در آزمایشات فیزیکی استفاده شده است. جهت بررسی تغییرات فشار جانبی محرک و نیز نحوه ی بروز گوه ی گسیختگی، از فشار سنج های مسطح دایره ای و روش سرعت سنجی تصویری استفاده شده که در این راستا تعدادی آزمایشات فیزیکی در شرایط مشخصی انجام شده است. نتایج بدست آمده از این آزمایشات با مطالعات عددی و آزمایشگاهی پیشین مقایسه شد و تطابق مطلوبی میان برخی از مطالعات انجام شده در زمینه دیوار حائل که تأثیر قوس زدگی را در نظر گرفته اند، ملاحظه گردید. با این حال در مطالعات عددی و آزمایشگاهی متعددی در زمینه ی عرض محدود به سبب صرفه نظر کردن از اندرکنش میان دیوار- خاک و نیز خاک- سطح صلب پشت خاکریز تفاوت هایی در نحوه ی بروز گوه ی گسیختگی مشاهده شد. به سبب بروز قوس محرک در توده ی خاک، سطح گسیختگی به صورت منحنی بوده و الگوی گسیختگی تابعی از نوع حرکت دیوار می باشد و با کاهش عرض خاکریز علی رغم مطالعات پیشین سطح گسیختگی انعکاسی ملاحظه نمی شود. منحنی گسیختگی با کاهش عرض خاکریز به سطح صلب پشت آن نزدیکتر شده و گوه ی گسیختگی محدوده ی وسیع تری از توده ی خاک را شامل می شود که این مسئله ناشی از تأثیر قوس های محرک در امتداد سطح گسیختگی می باشد. از طرفی وجود نقطه ی عطف در میانه ی این منحنی سبب تغییر جهت این منحنی شده که بنظر می رسد علت این تغییر تشدید اثر قوس محرک در نیمه ی پایینی دیوار و بروز قوس در امتداد سطح گسیختگی باشد. نحوه ی توزیع فشار محرک در پشت دیوار تطابق مطلوبی به جز در پای دیوار با مطالعات پیشین در این زمینه را دارد، فشار جانبی محرک در فاصله ی 1/4 از پای دیوار به مقدار بیشینه ی خود میرسد و با کاهش عرض خاکریز بدلیل خنثی شدن اثر قوس محرک در مجاورت پاشنه دیوار مقدار آن افزایش می یابد. نتایج حاصل از بررسی فرآیند انتقال تنش ناشی از اثر قوس محرک که با تغییر زبری در آزمایشات انجام شده نشان داد که دیوار حائل با زبری بیشتر فشار جانبی کمتری را جذب می کند و کاهش شیب سطح صلب پشت خاکریز در هر سه مود حرکتی موجب از بین رفتن قوس های موضعی در پای دیوار شده که این امر سبب شده تا دیوار حائل فشار بیشتری را در قسمت زیرین جذب می کند.
The design of the Retaining walls depends on the amount of the active earth pressure exerted from the backfill. Therefore, estimating the magnitude of this pressure is one of the most important steps in the design. When the backfill space of the retaining wall is limited, the analytical methods such as the coulomb and Rankine, commonly used for estimating the amount of the lateral pressure and evaluating the probable slip surface due to the factors, such as the lack of thrust development and active arching effect are inappropriate. Despite of many numerichal and experimental study in this subject, due to the presence of parameters such as active arching, interaction of soil-wall and soil-rigid backfill space, limited backfill space condition such as the angle of equivalent slope and the distance of walls toe from the rigid surface behind the backfill requires further studies. On the other hand, due to the factors such as the intricacy of the shear and volumetric strains (which is a fundamental phenomenon of granular material behavior), there are differences between the theoretical and experimental studies are being observed which needs further investigation. In current thesis to assess the active earth pressure changes and the distribution of this pressure, rigid retaining wall capable of translating and /or rotating with adjustable speed was being acquired with in an acrylic box made of metal frame measuring 104 cm height×80 cm length×31cm width, also in order to set up limited backfill condition, the box is being equipped with a rigid surface measuring 125cm height× 30.7 cm width used in various conditions of limited backfield space in physical experiments. To evaluate the behavior of soil and failure wedge, circular flat pressure cells and particle image velocimetry (PIV) method were used. In this regard a number
The Interaction of Soil and Retaining Wall System with Limited Bakfill Space by The PIV Method
مقدّم فر،
احسان
تهيه کننده
کاتبی،
حاجی علیلوی بناب،
هوشنگ
مسعود
استاد راهنما
استاد مشاور
تبریز
