عنوان

توزیع فشار محرک در دیوار حائل صلب با در نظر گرفتن پدیده قوس با روش‮‭PIV‬,‮‭Distribution of active earth pressure on a rigid retaining wall by considering arching effect with PIV method‬

Number

‭۲۲۳۱۲پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

توزیع فشار محرک در دیوار حائل صلب با در نظر گرفتن پدیده قوس با روش‮‭PIV‬

Parallel Title Proper

‮‭Distribution of active earth pressure on a rigid retaining wall by considering arching effect with PIV method‬

First Statement of Responsibility

/نگار صالحی علمداری

Name of Publisher, Distributor, etc.

: فنی و مهندسی عمران

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۸‬

Name of Manufacturer

، افشاری

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۶۲‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

ژئوتکنیک

Date of degree

‮‭۱۳۹۸/۰۸/۲۹‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

طراحی دیوارهای حائل به مقدار فشار محرک اعمالی از طرف خاکریز پشت دیوار بستگی دارد .لذا تخمین مقدار این فشار یک عامل اساسی در امر طراحی می‌باشد .با وجود انجام تحلیل‌های عددی و آزمایشات فیزیکی بسیاری جهت بررسی فشار محرک خاک، پارامترهای متعدد تأثیرگذار بر مقدار فشار جانبی از قبیل نوع حرکت دیوار، بروز پدیده قوس‌زدگی، اندرکنش خاک و دیوار و مقدار تنش قائم سربار لزوم انجام مطالعات بیشتر را نمایان می‌سازد .همچنان به دلایلی نظیر بروز قوس پشت دیوار و پیچیدگی تغییرشکل ناشی از تغییرشکل‌های برشی و حجمی موضعی) که پدیده‌ای اساسی در خاک‌های دانه‌ای می‌باشد (اختلافاتی بین راه‌حل‌های تئوری و نتایج تجربی وجود دارد .در رساله حاضر به منظور ارزیابی فشار محرک خاک، یک دیوار حائل صلب قادر به حرکت انتقالی، دورانی و انتقالی/دورانی با سرعت قابل تنظیم توسط دو موتور مجزا ساخته شد .جعبه ساخته شده دارای قاب‌بندی فلزی با ابعاد ‮‭۱۱۰‬ سانتیمتر ارتفاع‌ ‮‭۸۰‬ سانتیمتر طول‌ ‮‭۳۱‬سانتیمتر عرض می‌باشد .جهت بررسی فشار سربار بر روی فشار جانبی خاک، ترکیب‌های مختلفی از گوی‌های فولادی با قطر ‮‭۱۲‬ و ‮‭۲۰‬ میلیمتر به عنوان سربار یکنواخت روی خاکریز استفاده شد .برای بررسی رفتار خاک و گوه گسیختگی از فشارسنج‌های مسطح دایره‌ای و روش سرعت‌سنجی تصویری ‮‭(PIV)‬ بهره گرفته شده است .تعدادی آزمایش فیزیکی در مقیاس آزمایشگاهی تحت اثر سربارهای یکنواخت در خاکریز تک لایه و دو لایه انجام گردید .تأثیر پارامتر زبری نیز با تغییر پوشش دیوار مورد ارزیابی قرار گرفت .نتایج آزمایشات فیزیکی با روابط تئوریکی کلاسیک و روابط تئوریکی پیشنهاد شده با در نظر گرفتن پدیده قوس‌زدگی برای تخمین مقدار و نحوه توزیع فشار جانبی محرک مقایسه گردید .تطابق مطلوب نتایج آزمایشات فیزیکی با روابط تئوریکی پیشنهاد شده، دقت و کاربردی بودن معادلات مطرح شده بر پایه پدیده قوس‌زدگی را به جز در قسمت پای دیوار تایید می‌صصنماید .همچنین نتایج نشان داد که با افزایش مقدار سربار تاثیر پدیده قوس‌زدگی در پای دیوار آشکارتر می‌شود و با افزایش مقدار سربار مقدار فشار ثبت شده در پای دیوار به مقادیر پیش‌بینی‌شده از طریق معادلات نزدیک‌تر می‌شود .به علاوه الگوی ناحیه گسیختگی به نوع حرکت دیوار بستگی دارد .در حین حرکت دیوار در وضعیت محرک، تمایز بین ناحیه ثابت و ناحیه گسیختگی به تدریج وضوح بیشتری می‌صیابد و در حالت محرک ناحیه گسیختگی کاملا از ناحیه ثابت متمایز می‌گردد .عرض زون برشی تابع حداکثر قطر ذرات می‌باشد و با افزایش قطر ذرات افزایش می یابد .از سوی دیگر به دلیل سرعت بالا، هزینه کم و عدم وجود مشکلات مربوط به ساخت مدل‌های فیزیکی در حال حاضر استفاده از روش‌های عددی فراگیر شده است .لذا در این رساله علاوه بر مدل‌سازی فیزیکی اقدام به مدل‌سازی عددی توسط نرم‌افزار تفاضل محدود صریح ‮‭FLAC ۲D‬ گردید .برای مدل‌سازی المان‌های خاک در پشت دیوار از مدل الاستیک-پلاستیک موهر-کولمب استفاده شد .اندرکنش خاک و دیوار حائل با استفاده از المان‌های اندرکنش مدل‌سازی گردید و در نهایت نتایج به دست آمده با استفاده از نتایج آزمایشگاهی و تئوری صحتسنجی شد .نتایج نشان داد که مقادیر به دست آمده از مدلسازی عددی در حالت کلی کمتر از نتایج مدلسازی آزمایشگاهی و نتایج پیش‌بینیشده تئوریکی می باشند ولی این اختلاف قابل ملاحظه نمی‌باشد

Text of Note

The design of retaining walls depends on the amount of active pressure exerted from the backfill. Therefore, estimating the magnitude of this pressure is a fundamental factor in the design. Despite many numerical analyses and physical experiments to study active earth pressure, various parameters affecting the amount of lateral earth pressure against the retaining walls such as the mode of wall movement, arching effect, the soil and wall interaction, and the amount of vertical pressure of surcharge indicate the need for further studies. Also, there are still large discrepancies between theoretical solutions and experimental results, because of arching phenomenon and complexity of deformation field caused by localisation of shear and volumetric deformation (which is a fundamental phenomenon of granular material behavior). In current thesis, to assess the active earth pressure, a rigid retaining wall capable of translating and/or rotating with adjustable speed was built. The experiments were conducted in an acrylic box with a metal frame measuring 110cm height* 80cm length* 31cm width. Different combinations of steel balls with a diameter of 12 to 20 mm were used as a uniform surcharge on the retained soil. To evaluate the behavior of the soil and the failure wedge, circular flat pressure cells and particle image velocimetry method were used. Further, a number of physical tests were conducted on a laboratory scale in single-layer and two-layer soils under the influence of uniform surcharge. The influence of wall face friction on the soil arching and active earth pressure distribution was also investigated. The results of the physical experiments of this study were compared with the theoretical proposed equations based on the arching phenomenon to estimate the magnitude and distribution of lateral active pressure behind a retaining wall. Except at the toe of the retaining wall, the good agreement between the experimental results and the proposed formulation could confirm the accuracy and applicability of the proposed formulation considering the arching effect behind the retaining walls. Besides, the results indicated that by increasing the amount of surcharge, the arching effect in the base of wall became more evident. By increasing the surcharge, the pressure recorded at the base of the wall is closer to the predicted values through the theory. In addition, the pattern of the failure area depends on the type of motion of the wall. During the motion of the wall in the active state, the distinction between the constant area and the failure area gradually becomes more visible. Further, in the active mode, the failure mode is completely distinguished from the constant area. The shear zone thickness depends on the maximum grain size. With increasing the grain size, the width of shear zone increases. On the other hand, today numerical methods are widespread to determine exact stress and displacement in various point of a structure. So in this research, the two-dimensional, explicit dynamic finite difference program named Fast Lagrangian Analysis of Continua (FLAC) was used to carry out the required numerical analyses. The granular backfill was modeled as an elastic-plastic Mohr-coloumb model. To model the interaction between backfill soil and adjacent elements, interface elements were used. Finally, the results of the numerical models were compared with the theoretical and physical results. In general, numerical results are less than theoretical and physical results. But the difference is ignorable

Parallel Title

‮‭Distribution of active earth pressure on a rigid retaining wall by considering arching effect with PIV method‬

صالحی علمداری، نگار

Salehi Alamdari, Negar

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی