در این تحقیق با بهره گیری از منحنی های شکنندگی به بررسی رفتار لرزه ای دیوار خاک مسلح پشت به پشت به روش احتمالاتی پرداخته و اثر طول همپوشانی تسمه فلزی بر میزان آسیب پذیری این نوع دیوارها بررسی می شود. بدین منظور دیوار خاک مسلح پشت به پشت با نرم افزار تفاضل محدود FLAC2D شبیه سازی شده و با مدل فیزیکی میز لرزه اعتبار سنجی شده است. سپس با استفاده از نتایج تحلیل غیر خطی فزاینده، منحنی های شکنندگی به روش تحلیلی برحسب معیارهای شدت PGA و PGV تحت زلزله های حوزه دور و نزدیک استخراج شده است. نتایج به دست آمده علاوه بر فراهم نمودن امکان پیش بینی احتمال آسیب پذیری دیوار در شدت های مختلف لرزه ای، حاکی از آن است که افزایش طول تسمه ها از مقدار 0.65 به 0.85 ارتفاع دیوار (افزایش طول همپوشانی از 0.3 تا 0.7 ارتفاع دیوار) تا 35 درصد در حوزه دور از گسل و تا حدود 50 درصد در حوزه نزدیک گسل، احتمال آسیب های لرزه ای این نوع دیوارها را کاهش می دهد.

اجرای دیوارهای حائل مهار شده با مهارهای صفحه ای یکی از متداول ترین روش های پایدارسازی خاکریزهاست. دیوارهای پشت به پشت خاک مسلح (BBMSEW) یکی از انواع دیوارهای خاک مسلح اصطلاحا" با هندسه پیچیده هستند که با توجه به کاربردشان کمتر مورد مطالعات تحقیقاتی قرار گرفته اند و تاکنون مطالعات جامعی در خصوص بررسی و تحلیل رفتار دیوارهای حائل پشت به پشت مهار شده با مهارهای صفحه ای تحت بار پی های سطحی و همچنین رفتار و اندرکنش دو دیوار با یکدیگر و تداخل اثر سطوح لغزشی دو دیوار و سطوح برشی خاک زیر پی سطحی صورت نگرفته است. از آنجا که اثر اندرکنش سطوح لغزشی خاک پشت دو دیوار پشت به پشت با یکدیگر و سطوح گسیختگی برشی خاک زیر پی سطحی به میزان زیاد بر ظرفیت باربری پی، پایداری و تغییر شکل دیوارهای مجاور اثرگذار است، لذا در این مقاله به وسیله مدل سازی فیزیکی اثر فاصله افقی دو دیوار و ابعاد صفحه بارگذاری (مدل پی سطحی) بر پایداری، ظرفیت باربری و مکانیزم گسیختگی خاک زیر صفحه بارگذاری و دیوارها مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته اند. به منظور مشاهده شکل، فرم و چگونگی تداخل منحنی های گسیختگی خاکریز پشت دیوارها از تکنیک سرعت سنجی تصویری ذرات (PIV) استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که فاصله حدی اثرگذاری دو دیوار حائل پشت به پشت مهار شده با مهارهای صفحه ای برهم حدود 2/5 برابر ارتفاع دیوارهاست. همچنین ابعاد صفحه بارگذاری بر ظرفیت باربری و تداخل سطوح گسیختگی برشی خاک زیر صفحه بارگذاری و سطوح گسیختگی لغزشی دیوارها اثرگذار خواهد بود که نتایج نشان دهنده عرض موثر صفحه بارگذاری برابر با ارتفاع دیوارها هستند. در نتیجه در فواصل بزرگ تر از 2/5 برابر ارتفاع دیوارها یا پی سطحی با عرض بزرگ تر از ارتفاع دیوارها، دیوارها می توانند بدون در نظر گرفتن اثر اندرکنش، جداگانه طراحی و تحلیل گردند.

استفاده از خاک به عنوان یکی از پرکاربردترین و درعین حال پیچیده ترین مصالح مورد استفاده بشر از دیرباز مورد توجه قرار داشته و همواره محققان در تلاش برای بهبود مشخصات مکانیکی آن با استفاده از مسلح کننده های مختلف می باشند که مهمترین آنها استفاده از انواع ژیوسنتتیک ها می باشد. مسلح کننده ها معمولا به شکل نوار، شبکه، میله، الیاف و یا ورقه هایی می باشند که نقش اصلی آن ها تامین مقاومت در برابر تنش های کششی در خاک است. در این پژوهش تحلیل قابلیت اطمینان پایداری داخلی و خارجی دیوارهای حایل خاک مسلح تحت شرایط بارگذاری استاتیکی مورد ارزیابی قرار گرفته است. اثر متغیرهای مختلف نظیر زاویه اصطکاک داخلی خاک، وزن مخصوص خاک، مقاومت مسلح کننده ها، زاویه اصطکاک کف دیوار و سربار وارده با فرض عدم قطعیت و همچنین بررسی همبستگی بین آنها بر پایداری داخلی و خارجی مورد بررسی قرار گرفته است. پایداری خارجی مورد بررسی در این پژوهش شامل لغزش، واژگونی و فشار پنجه و پایداری داخلی شامل گسیختگی و بیرون کشیدگی مسلح کننده می باشند. همچنین آنالیز حساسیت روی متغیرهای تصادفی موثر نیز انجام شده است. بدین منظور از تحلیل مرتبه اول قابلیت اطمینان (FORM) استفاده شده و اعتبارسنجی آن نیز با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو (MCS) انجام شده است. بررسی شاخص قابلیت اطمینان در مودهای خرابی مختلف بیانگر تاثیر مهم و شاخص زاویه اصطکاک داخلی بر پایداری دیوار در مقایسه با دیگر متغیرها است. همچنین مود خرابی لغزش بعنوان بحرانی ترین خرابی محتمل در این بررسی معرفی شده است.

در این تحقیق رفتار لرزه ای دیوارهای خاکی مسلح شده با ژئوگرید و به طور خاص تغییر شکل لرزه ای آنها با آزمایش های مدل فیزیکی توسط دستگاه میز لرزه مورد مطالعه قرار گرفته است. با وجود این که رفتار لرزه ای دیوارهای خاک مسلح به خوبی درک نشده، دیوارهای خاک مسلح رفتار مناسبی در زلزله های اخیر در جهان نشان داده اند. بنابراین مطالعه آنها ضرورت دارد. بدین منظور تعدادی آزمایش مدل فیزیکی در شرایط مختلف از نظر طول و نوع ژئوگرید، تراکم خاک و تاثیر عمق مدفون انجام شده است. با توجه به مطالعات انجام شده می توان نتیجه گرفت طول مسلح کننده ها و تراکم خاک از مهم ترین عوامل تغییر شکل لرزه ای هستند. در این آزمایش ها دیده شد که اصطکاک بین ژئوگرید و خاک نیز نقش مهمی در کنترل تغییر شکل دارد. همچنین در صورت طراحی صحیح، دیوار رفتار مناسب و شکل پذیر خواهد داشت.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

امروزه برتری های ژئوسینتتیک ها نسبت به سایر مسلح کننده ها دیوارهای خاک مسلح ژئوسینتتیکی را به عنوان یکی از گزینه های مهم در طراحی دیوارهای حایل مطرح کرده است. عدم بروز مشکلاتی نظیر خوردگی و زنگ زدگی، رفتار همسوتر با خاک، درگیری بهتر با مصالح و سهولات در اجرا از جمله این برتری هاست. از طرف دیگر، مشاهدات در حین زلزله این دیوارها حاکی از رفتار و انعطاف پذیری مناسب آنهاست. برای شناخت هر چه بهتر این قبیل سازه ها، این تحقیق کوشیده است تا با به کارگیری روش قطعات افقی و روش بارگذاری شبه– دینامیکی به بررسی واقعی تر آنها بپردازد. نتایج تحلیل تعادل حدی مطالعه حاضر نشان می دهد که روش بارگذاری شبه– استاتیکی به علت عدم وارد کردن اثر مشخصات بارگذاری باعث طراحی دست بالا و غیر اقتصادی شدن دیوار می شود. همچنین به نظر می رسد که این موضوع یکی از علل سلامت دیوارهایی شده است که با وجود عدم دقت در طراحی دینامیکی، زلزله های شدیدی را تجربه کرده و کارایی خود را حفظ کرده اند.