خلاصه

پایداري شیروانی ها یکی از مهمترین مواردي است که تقریبا در تمامی پروژه هاي عمرانی وجود دارد. ناپایداري شیروانی ها در اکثر موارد به صورت وقوع ترك ، لغزش و رانش توده خاك است که موجب صدمات و خسارات زیادي خواهد شد .جهت افزایش پایداري شیروانی ها روشهاي مختلفی وجود دارد یکی از این روشها استفاده از شمع ها بصورت تکی و گروهی است.شمع ها در شیروانی جابجایی محتمل را کاهش داده و یا بطور کلی از وقوع ان جلوگیري می کنند.جهت بررسی پایداري شیروانی ها روشها به دو دسته کلی ،تعادل حدي و روشهاي عددي تقسیم می شوند.در روش تعادل حدي شرایط تعادل بطور کامل برقرار نمی شوندو بواسطه محدودیت هاو نامعین بودن استاتیکی فرضیاتی اعمال می گردد که بصورت محافظه کارانه خواهند بود.روشهاي عددي مبتنی بر تنشها و کرنشهاي صورت گرفته در محیط پیوسته ،روابط اندرکنش بین خاك و شمع هستند و داراي دقت بالایی در انجام تحلیل ها می باشند.در این پژوهش با انجام مطالعات پارامتریک به بررسی اثر شمع ها در پایداري شیروانی پرداخته شده است و اثر موقعیت شمع ها و ارتفاع مدفونگی بر پایداري دو شیروانی خاکی با رفتار متفاوت بررسی گردیده است.تحلیل پایداري شیروانی با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS3D انجام گردیده است.

کلمات کلیدي: پایداري شیروانی ، شمع، المان محدود، موقعیت شمع، ارتفاع دفن شمع.

۱٫ مقدمه

در مهندسی عمران موارد بی شماري از ساخت و سازها و توسعه ،در مواجهه با زمینهاي شیبدار طبیعی و یا مصنوعی قرار می گیرد.ناپایداري بسترهاي شیبدار سبب بروز صدمات و خسارات ناشی از رانش و لغزش خواهند بود.بطور کلی پایداري شیروانی زمانی محقق می شود که میزان نیروي مقاوم حاصل از مقاومت برشی توده تشکیل دهنده شیروانی براي مقابله با نیروي محرك همراستا با امتداد شیب برابر باشد.[ ۱]بنابراین پایداري شیروانی تابع تعادل بین نیروهاي محرك و مقاوم است.تغییرات در بزرگاي این نیروها سبب از دست رفتن پایداري و متعاقب ان گسیختگی خواهد شد.یکی از روشهاي پایدارسازي شیروانی ها افزایش نیروهاي مقاوم توسط شمع هاست.با اجراي مجموعه اي از شمع ها داخل شیبی که هر لحظه احتمال گسیختگی ان می رود توده خاك ما بین شمع هارا می توان بر اساس پدیده قوس زدگی پایدار نمود.[ ۲]شمع ها بعنوان المانهاي مقاوم در برابر جابجایی جانبی توده خاك مستعد گسیختگی به سمت پایین عمل نموده و نیروهاي ایجاد شده ناشی از اندرکنش را به لایه هاي پایدار زیرین منتقل می کنند.در واقع میزان انتقال بار از توده خاك مستعد لغزش شیروانی به شمع به اندازه و نرخ جابجایی ان وابسته است.

در گذشته غالبا از روشهاي تعادل حدي به منظور تحلیل شیروانی هاي مسلح شده با شمع استفاده شده است در حالیکه در این روش ها اندرکنش خاك-شمع تحت بار جانبی به درستی در نظر گرفته نشده است.در سالهاي اخیر با توجه به گسترش روز افزون روشهاي عددي توسط روش هاي المان محدود

١استادیار دانشکده فنی مهندسی-دانشگاه رازي ٢دانشجوي کارشناسی ارشد خاك و پی دانشگاه رازي

۱

دومین همایش ملی پژوهش هاي کاربردي در »مهندسی عمران، معماري و مدیریت شهري«

۲nd National Conference on Applied Researches in Civil engineering, Architecture and Urban planning

یا تفاضل محدود و شیوه کاهش مقاومت برشی بررسی هایی انجام گرفته که داراي توانایی هایی نسبت به روش هاي تعادل حدي هستند،مانند توانایی بررسی سطح لغزش بحرانی بطور خودکار ،در نظر گرفتن اندرکنش خاك –شمع و… ].٣-۴[

از اینرو در پژوهش حاضر به منظور تحلیل پایداري شیروانی خاك توسط شمع از نرم افزار المان محدود سه بعدي (ABAQUS)استفاده گردیده است.بدین مظور دو شیروانی ،یکی با خاك چسبنده در لایه ناپایدار و دیگري با خاك دانه اي در لایه ناپایدار مطابق شکل((۱ جهت برررسی ها در نظر گرفته شده است.در ابتدا شیروانی ها بدون حضور شمع از لحاظ جابجایی افقی و محدوده کرنش پلاستیک بررسی گردیده اند.شایان ذکر است در نرم افزار اباکوس محدوده لغزشی شیروانی و سطح گسیختگی توسط زون کرنش پلاستیک و پارامتر PEEQ گزارش می شود.در گام دوم با اضافه کردن شمع ها در نواحی مختلف شیروانی موقعیت بهینه شمع در هر شیروانی از لحاظ کاھش جابجایی افقی و کرنش ھای پلاستیک بررسی گردیده