تحلیل پایداری شیروانی یکی از مسائل پیچیده در علم مکانیک خاک است. امروزه با وجود پیشرفت مرزهای علم مهندسی عمران در میان پژوهش گران توانمند سراسر جهان، تحلیل پایداری شیروانی غیرقابل حل نمانده است. در این تحقیق ابتدا با در نظر گرفتن سطوح لغزش دایره ای و غیردایره ای، روش های گوناگونی برای تحلیل پایداری شیروانی بیان می شود. سپس با توجه به اهمیت یافتن سطح لغزش بحرانی، روش های بهینه سازی مانند روش استعماری، بازپخت فلزات، کرم شبتاب مورد ارزیابی قرار می گیرد. در این تحقیق بیش از 100 مقاله معتبر مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفته است و خروجی به زبان ساده بیان شده است. هدف از این تحقیق آشنایی با انواع روش های تحلیل شیروانی، نرم افزارهای مربوط و قابلیت های این نرم افزارها در تحلیل شیروانی ها، مطرح کردن تحلیل پایداری شیروانی با روش انتخاب شده، مقایسه و شناسایی عملکرد آن ها در مراحل و حالت های مختلف و در نهایت بیان رویکرد محققین و جهت گیری آنها در تحلیل شیروانی خاکی، می باشد.

در علم طراحی برای گریز از پیچیدگی مساله، بسیاری از عوامل دخیل را با فرض های ساده حذف می کنند. ساده سازی روابط طراحی باعث عدم قطعیت شده و اعتبار محاسبات را کاهش می دهد. در این تحقیق سعی بر آن است روابط حاکم بر پایداری شیروانی های خاکی از منظر عدم قطعیت مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد. استفاده از شمع های پایدارکننده می تواند به عنوان یک المان حائل در مقابل لغزش، پایداری شیروانی را افزایش داده و باعث بهبود عملکرد آن در مقابل بارهای وارده شود ولی فاکتور ایمنی تحت عنوان ضریب اطمینان به تنهایی نباید مبنای تصمیمات باشد چرا که بوسیله روش های قطعی مرسوم محاسبه شده و به طور مستقیم قادر به بیان اثر عدم قطعیت ها نیست. لذا جهت ارزیابی و اعمال نقش عدم قطعیت ها نیاز به استفاده از مفاهیم و روش های احتمالاتی می باشد. در این تحقیق پایداری شیب با تحلیل قطعی و روش تعادل حدی در نرم افزارGeoStudio در ماژول Slope/w مورد ارزیابی قرار گرفته است. در گام دوم با کمک روش احتمالاتی مونت کارلو نسبت به تحلیل عدم قطعیت های موجود در مسئله پرداخته شده است. مدل سازی شیروانی مسلح به روش های بیشاب، جانبو و مورگنسترن انجام شده است. روش بیشاب و مورگنسترن رفتار مشابهی و قابل اعتمادتری نسبت به روش جانبو از خود نشان دادند. در انتها نتایج تحلیل های قطعی و روش احتمالاتی مونت کارلو در حالات مختلف مقایسه شده است. این مقایسه با روش مورگنسترن برای بررسی نقش چهار عامل تاثیرگذار در پایداری شیروانی صورت گرفته است. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله شمع از بستر و پاشنه شیروانی و همچنین زاویه شیروانی، ضریب اطمینان و شاخص اعتمادپذیری بصورت تصاعدی کاهش می یابد.

حضور مواد نفتی (آلودگی­ های نفت خام) در خاک رسی با حد روانی کم (CL) در اثر فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی باعث ایجاد تغییرات در منحنی­ تنش–کرنش، گوه گسیختگی، ناحیه پلاستیک و انرژی کرنشی شیروانی­ های خاکی در مقایسه با خاک غیرآلوده می ­شود. این تغییرات اغلب باعث کاهش ضریب اطمینان در برابر گسیختگی، افزایش ناحیه پلاستیک و کاهش پایداری شیروانی­ های خاکی می­ شود. تاکنون تاثیر آلودگی نفت خام بر ­روی پارامترهای مقاومت برشی خاک به وسیله آزمایش برش مستقیم و مدول عکس­ العمل بستر به وسیله آزمایش بارگذاری صفحه ­ای برای انواع خاک­های رسی و ماسه ­ای آزمایش شده است. اکنون در این پژوهش اثر تغییرات میزان آلودگی نفتی در بازه 0 تا 16% (0-4%-8%-12%-16%) بر روی ضریب اطمینان پایداری شیروانی خاک رسی به وسیله مدل ­سازی عددی روش اجزاء محدود در نرم افزار ABAQUS انجام گرفته است. ارتفاع شیروانی­ های خاک رسی  m10،  m13 و  m16 و زاویه شیب شیروانی خاکی ◦53 می­ باشد. نتایج این پژوهش نشان می ­دهد که افزایش آلودگی نفتی، سبب کاهش میزان پایداری در شیروانی خاک رسی می­ شود. به طوری که پیش­ بینی می­ شود که میزان ضریب اطمینان شیروانی خاک رسی با افزایش آلودگی نفتی از 0 تا 16% به اندازه 72% کاهش یابد. همچنین افزایش تنها 4% در میزان آلودگی نفت خام در شیروانی خاک رسی (12% تا 16% آلودگی نفتی)، سبب افزایشی معادل 2 الی 3 برابری در جابه ­جایی افقی و افزایش 3 الی 4 برابری در جابه­ جایی قائم می­ شود.

در این مقاله بر مبنای روش تحلیل حدی مرز بالا به بررسی سه بعدی پایداری شیروانی ها بر اساس مکانیسم گسیختگی چرخشی پرداخته شده است. برای سطح زیرین مکانیسم گسیختگی از یک رویه اسپیرال لگاریتمی استفاده شده است. سطوح جانبی مکانیسم گسیختگی با حل یک معادله دیفرانسیل غیرخطی به دست می آید که یک جواب ممکن این معادله در این بررسی استفاده شده است. در این تحقیق الگوریتمی تهیه شده است که با استفاده از آن می توان کمترین ضریب اطمینان پایداری شیروانی ها را محاسبه کرد. همچنین در این الگوریتم امکان محاسبه کوچک ترین مقدار بارحدی پی ها با بار خارج از مرکز که روی شیروانی ها واقع شده اند گنجانده شده است. نتایج حاصل از این تحقیق به صورت نمودارهای بدون بعد ارایه شده که با استفاده از آنها می توان ظرفیت باربری پی های سطحی واقع روی شیروانی های خاکی را در شرایط مختلف هندسه مساله و خصوصیات خاک تعیین نمود.

در مهندسی ژئوتکنیک، پایداری شیروانی های خاکی از موضوعات بسیار مهم است. مشخصات مقاومتی خاک، به دلیل شرایط مختلف شکل گیری خاک، در تمام نقاط آن متفاوت است؛ لذا اصل ناهمگونی در مشخصات مکانیکی خاک بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این نوشتار اثر ناهمگونی پارامترهای مقاومتی خاک با استفاده از تئوری فضای تصادفی بر ضریب اطمینان پایداری شیروانی های خاکی در حالت زهکشی شده بررسی و احتمال گسیختگی شیروانی ها با استفاده از این تئوری محاسبه شده است. بدین منظور با استفاده از تئوری میدان تصادفی در ترکیب با روش تفاضل محدود و در چارچوب شبیه سازی های مونت کارلو و با در نظر گرفتن اثر خودهمبستگی و همبستگی عرضی بین پارامترهای مقاومتی خاک، ضریب اطمینان شیروانی های رسی در فضای تصادفی با استفاده از روش کاهش مقاومت (C - f Reduction) محاسبه و مشاهده شده است که احتمال گسیختگی محاسبه شده به روش تصادفی کاهش قابل ملاحظه یی نسبت به تحلیل یقینی داشته است.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد. لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.