عنوان

بررسی اثرات نیروهای وارده توسط خاک چند لایه غیر همجنس به دیوارهای حائل تیپ بتنی وزنی

پ۲۷۱۶۶

per

بررسی اثرات نیروهای وارده توسط خاک چند لایه غیر همجنس به دیوارهای حائل تیپ بتنی وزنی

توحید دانشجو

کشاورزی

۱۴۰۱

۱۱۰ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

علوم و مهندسی آب گرایش سازه های آبی

۱۴۰۱/۰۶/۲۲

دیوار حائل سازه ای است که برای مقاومت در برابر فشار جانبی خاک و یا به عنوان نگهدارنده خاک و حتی آب طراحی و ساخته می شود که می تواند در انواع بتن مسلح و ثقلی طراحی و ساخته شود. مصارف این دیوارها در خاکبرداری، راهسازی، اسکله سازی و مهندسی رودخانه می باشد که عموماً در هر جا که نیاز به حمایت جانبی باشد از آن استفاده می شود. بنابراین، شناخت رفتار دیوارهای حائل در مجاورت محیط های آبی و خشکی برای طراحی بهینه بسیار اهمیت دارد. در این تحقیق جابجایی دیوارهای حائل بتنی وزنی مشابه در اثر نیروهای جانبی خاک چند لایه ناهمگن و وزن دیوار مورد بررسی قرار گرفت و عملکرد انواع دیوارها در شرایط مختلف مقایسه شد. برای انجام این تحقیق به روش المان محدود از نرم افزار Plaxis که یک نرم افزار جامع در زمینه مسائل ژئوتکنیکی است و در تحلیل تغییر شکل ها و پایداری در پروژه های گرایش خاک ( مهندسی ژئوتکنیک) کاربرد دارد، استفاده شده است. همچنین امکان تحلیل سازه هایی مانند تونل ها، خاکریز ها، گودبرداری ها، شالوده ها ( فونداسیون) و معادن توسط این نرم افزار وجود دارد. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار Plaxis، گودبرداری و خاکریزی مرحله‌ای با شرایط بارگذاری و شرایط مرزی مختلف با استفاده از المان‌های 15 گره‌ای مدل‌سازی شده و تمامی مدل‌های دیوار حائل بتنی وزنی این تحقیق با معیار گسیختگی Mohr-Columb مورد ارزیابی قرار گرفته است. در بین دیوار‌های منتخب در این تحقیق نیروهای وارده بر دیوار حائل و جا به جایی حاصل از این نیرو ها ایه های خاکی مختلف پیرامون دیوار مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به پارامترهای موجود در نرم افزار و مدل‌های تعیین شده در تحقیق تعداد 9 مدل شاهد تک لایه و 18 مدل آزمایشی سه لایه طراحی شد. از بین آزمایشات انجام شده دیوار حائل در نمونه شاهد تک لایه در مجاورت خاک شنی و دیوار حائل در نمونه سه لایه با خاک رویه شنی به دلیل زاویه اصطکاک داخلی زیاد خاک شن نسبت به خاک های ماسه و رسی بهترین شرایط را از نظر جا به جایی و کنترل پایداری دارند. همچنین خاک شن توانسته بیشترین جابجایی و تنش را نسبت به مدل های دیگر تحمل کند و پایداری سازه ای و عملکرد بهتری از خود نشان دهد. علاوه بر این، بر اساس تئوری رانکین و محاسبات نرم افزاری، اختلاف نتایج به دست آمده نزدیک به 5 درصد است و نرم افزار با اعمال ضریب کالیبراسیون، دقت بیشتری در نتایج تحقیق ارائه می دهد. در بین دیوارهای مورد بررسی، از نظر عملکرد و مقاومت، دیوار حائل بتنی وزنی با نمای قائم به دلیل تحمل حداکثر جابجایی و تنش بهترین گزینه می باشد.

Abstarct: A retaining wall is a structure that is designed and built to resist the lateral pressure of the soil or as a retainer of soil and even water, which can be designed and built in reinforced and gravity concrete types. The uses of these walls are in excavation, road building, wharf construction, and river engineering, generally, wherever lateral support is needed, this will be used. So, understanding the behavior of retaining walls in the vicinity of aquatic and terrestrial environments is crucial for optimal design. In this research, the displacement of similar gravity concrete retaining walls due to the lateral forces of non-homogeneous multi-layered soil and the weight of the wall was investigated, and the performance of different types of walls was compared in different conditions. To carry out this research using the finite element method, Plaxis software is used, which is a comprehensive software in the field of geotechnical issues and used in the analysis of deformations and stability in soil trend projects(Geotechnical engineering). It is also possible to analyze structures such as tunnels, embankments, excavations, foundations, and mines by this software. In this research, by the use of Plaxis software, staged excavation and embankment with different loading conditions and boundary conditions using 15-node elements are modeled, and all the models of the weighted concrete retaining wall of this research are evaluated by the Mohr-Columb rupture criterion. Among the selected walls in this research, the forces acting on the retaining wall and the displacement resulting from these forces were investigated under the conditions of different soil layers around the wall. According to the parameters in the software and determined models in the research,9 single-layer control models and 18 three-layer test models were designed. Among the tests performed, the retaining wall in the control sample with a single layer adjacent to the sandy soil and the retaining wall in the three-layer sample with the sandy top soil are the best conditions due to the high internal friction angle of the sandy soil compared to the loam and clay soils. They have stable displacement and control. It can also the sand soil has been able to withstand the most displacement and stress compared to other models and has shown better structural stability and performance. In addition, according to Rankine's theory and software calculations, the difference in the obtained results is close to 5%, and the software by applying the calibration coefficient, it gives more accuracy in the research results. Among the investigated walls, in terms of performance and resistance, the gravity concrete retaining wall with a vertical face is the best option due to the tolerance of maximum displacement and stress.

Investigating The Forces Exerted By Non-Homogeneous Multi-Layered Soil On The gravity Concrete Retaining Wall

‏دانشجو،

‏ توحید

تهيه کننده

‏سلماسی،

فرسادی زاده،

‏فرزین

‏ داود

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز