مقاله محاسبه ي نيروي جانبي استاتيکي وارد بر ديوارهاي حائل و محل اثر آن در خاكهاي لايه اي
مقاله محاسبه ي نيروي جانبي استاتيکي وارد بر ديوارهاي حائل و محل اثر آن در خاكهاي لايه اي دارای 12 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله محاسبه ي نيروي جانبي استاتيکي وارد بر ديوارهاي حائل و محل اثر آن در خاكهاي لايه اي کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي مقاله محاسبه ي نيروي جانبي استاتيکي وارد بر ديوارهاي حائل و محل اثر آن در خاكهاي لايه اي،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد
بخشی از متن مقاله محاسبه ي نيروي جانبي استاتيکي وارد بر ديوارهاي حائل و محل اثر آن در خاكهاي لايه اي :
مقدمه
محاسبهی فشار جانبی بـر روی دیـوار حائـل از اولـین
مسائل مهندسی ژئوتکنیـک مـیباشـد. از تئـوریهـای
محاسبه ی فشار جـانبی مـیتـوان بـه تئـوری کولمـب
(1776) و رانکین (1857) اشاره نمـود کـه هنـوز هـم
بهصورت وسیع در محاسبه ی فشار جانبی مورد استفاده
قرار میگیرد. این تئوریها به مرور زمان پیشرفت نمود
و روشهای فراوانی برای محاسبهی بهتر فشـار جـانبی براساس تئوریهای رانکـین و کولمـب پیشـنهاد شـده
است.
تئوری کولمب علیرغم توانایی در برآورد نیروی برآیند در خاکریزهـای شـیبدار و نیـز در نظـر گـرفتن
اصطکاك میان دیوار و خاکریز، بر پایه ی تعادل نیروهـا
بنا نهاده شده است و توضیحی در مورد توزیع فشـار و ارتفاع نقطه ی اثر نیروی جانبی وارد بر پشت دیوارهای
حائل ارائه نمیدهد. در نظر گـرفتن فشـار بـهصـورت
خطی در حالت استاتیکی مرسوم میباشد.
کایت و کرسـیل (1948) بذم بـا در نظـر گـرفتن
سـطح شکسـت غیرخطـی روشـی پیشـرفته براسـاس
توسعه ی معادلات مولر براسلو ارائه نمودند. ایـن روش نیروها را در شرایط حالت حدی محاسبه مینمود ولـی
هیچ توضیحی در مورد توزیع فشار در پشت دیوارهای
حائل ارائه نمینمود.
دبروا (1963) بلم با در نظر گرفتن سطح شکست
خطی به ارائه ی معادلاتی بـرای تخمـین توزیـع فشـار
جانبی در پشت دیوار حائل در مدهای مختلف حرکت
پرداخت. در روش مذکور مقاومت برشـی بسـیج شـده
خاك بهصورت تابعی از عمق در نظر گرفته شده است.
اسکولوســکی((1965 بصم بــا اســتفاده از روش
خطوط مشخصه به محاسبه ی روابط میدانهای تنش در
خاك و محاسبه ی فشار جانبی پرداخت. در ایـن روش با استفاده از انتگرال گیری بر روی معـادلات تـنش در
میدان پلاستیک، به محاسبه ی معادلات میـدان تـنش در اطراف ناحیهی بارگذاریشده پرداخته شده است.
محاسبهی نیروی جانبی استاتیکی وارد بر دیوارهای ;
ضرابی کاشانی 1965بخم به حل تحلیلی معادلات کولمب پرداخت و روابطـی تحلیلـی بـرای محاسـبه ی
زاویه ی شکست گوه گسیختگی و نیروی جانبی منتجـه
ارائه نمود.
گریکو (1999) بزم با معرفی روشی تحلیلی نشان
داد که در صورت استفاده از روش کولمـب و رانکـین
در شرایط مشابه، نیروی جانبی برآیند بهصـورت یکتـا حاصل میگردد. او هم چنین روشی برای حـل مسـائل
با پیچیدگیهای بیشتر ارائه نمود. با این وجـود روش
مذکور راه حلـی بـرای محاسـبه ی ارتفـاع نقطـه ی اثـر
نیروی برآیند ارائه نمینمود.
تعــدادی از محققــان بــا اســتفاده از معــادلات
دیفرانسـیل روشهـایی را بـهمنظـور محاسـبهی فشـار جانبی ارائه نمودند. از این میان میتوان بـه روشهـای ارائه شده توسط یانسن (1895) بخم، اسـپگلر و هنـدی
(1984) ب،م و ونگ (2000) بنم اشاره نمود. البته ایـن
روشها دارای فرضیات زیاد بوده و هم چنین اطلاعات حاصل از این روشها خام و نیاز بـه بحـث و بررسـی
بیشتر دارند.
در سالهای اخیر روشهای متعـددی بـر پایـه ی روش قطعات افقی (قحد) ارائـه شـده اسـت. از ایـن
میان میتوان به پژوهش شاهقلی و فاخر (2001) بکم و
پـــژوهش احمـــدآبادی و قنبـــری (2009) بتذم در خاكهای اصطکاکی- چسبنده اشاره نمـود. روشهـای
قطعات افقی موفقیتهایی در زمینه ی محاسبه ی انـدازه
و توزیع فشار جانبی وارد بر دیوارهای حائل داشتهانـد
ولی به دلیل معادلات پیچیده و فرضیات زیاد، کمتر در
موارد کاربردی مورد استفاده قرار گرفتهاند.
بهعلت اهمیت محاسبه ی نیروی برآینـد جـانبی و
هم چنین ارتفاع نقطـهی اثـر نیـروی برآینـد جـانبی بـه
موازات پیشرفت روشهای تحلیلی، مطالعـات تجربـی بـهمنظـور بررسـی صـحت روشهـای تحلیلـی انجـام
پذیرفته است. تعدادی از این مطالعـات صـحت مقـدار نیروی جانبی محاسبه شده از تئوری کولمـب را تأییـد
نشریه مهندسی عمران فردوسی سال بیست و پنجم، شماره دو، 1393
محمود قضاوی- مسع ود مشفق یگانه
نمودهاند ولی در نظر گرفتن توزیـع فشـار بـهصـورت خطی را مورد تردیـد قـرار دادهانـد بذذم، بلذم. بـرای
نمونه ماتسـو (19 78) بذذم بـا اسـتفاده از مـدل دیـوار
حائل در سایت به اندازه گیـری فشـار جـانبی وارد بـر خا كهای ماسهای و چسبنده پرداخت. مطالعات ماتسو
نشان داد که توزیع فشار جانبی وارد بر دیوار حائل غیر
خطی است ولی د ر نظر گرفتن نقطهی اثر نیروی جانبی در لث ارتفاع دیوار از کف در جهت اطمینان م یباشد.
فنگ و ایشی باشی (1986) بلذم نشان دادنـد کـه
در مد حرکتی چر خش حول پاشنه ی دیوار، نقطه ی اثـر نیرو ی جانبی بهفاصله ی حدود 0/27 5 ارتفاع دیـوار، از
پای آن است. آنها هم چنین نشان دادند که ایـن مقـدار تابع مد حرکت دیوار و خصوصی ت خـاك خـاکریز از
جمله دانسیته و مقاومت برشی م باشد.
با مطالعه و بررسی بـیشتـر روشهـای ت حلیلـی موج ود محاسبه ی فشار جانبی وارد بر دیوارهای حائل، عد وجـود یـک روش سـاده و دارای پایـه ی تئـوری مش خص برای محاسبه ی منطبق بر واقع اندازه و ارتفاع
نقطه ی اثر نیروی جانبی مشهود میباشد. بر این سـاس
در مقاله ی حاضر، با استفاده از معـادلات پلاستیس ـیتهی حاکم بر سطوح گسیختگی که بـهنـام معـادلات کـوتر موس ـوم اسـت بـا اسـتفاده از روش تعـادل حـ دی بـه محاسبه ی اندازه و ارتفاع نقطه ی اثر نیـروی جـانبی در حالت محرك پرداخته شده است سپس رونـد معرفـی شده به خاكهای لایهای بسط داده شـده اسـت. روش
معرفی شده در این مقاله به محاسبه ی منطبق بـر واقـع
اندازه و نقطه ی اثر نیـروی برآینـد وارد بـر دیوارهـای
حائل میانجامد و در نتیجه طراحـی صـحیح دیـوار در
برابر لغزش و واژگونی میسر میگردد.
تعیین امتداد زاویهی شکست گوه خاك با افق
روش مرسوم
نیرو ی جانبی برآیند و نیروهای شبه اسـتاتیکی لـرزهای در جهات قائم و افقی میباشد. در روش کولمب با در نظـر گــرفتن هند ســهی مطــابق شــکل (1) وز ن گــوه
سال بیست و پنجم، شماره دو، 1393
137
گسیختگی بهصورت تابعی از (زاویه ی ش کست گوه خاك) در نظر گرفته میشود. در این صورت تعیـین
جزء معلومات مسأله میگردد.
شکل 1 نیروهای وارد بر گوه خاك در حالت استاتیکی
دو مجهو ل نیروی عکس العمل خاك وارد بر گوه و نیروی جانبی برآیند وارد بر دیـوار بـا اسـتفاده از دو معادلهی تعادل افقی و قائم تعیین میگردند. سـپس بـا استفاده از یک روش سعی و خطا و یا صفر قـرار دادن مشــتق نیــرو ب رآینــد نســبت بــه زاویــهی گســیختگی (dP/d = 0)، زاویه ی بحرانی گوه گسیختگ ی تعیـین می شود و با جایگـذاری در معـادلات تعـادل نیروهـا، نیروی جانبی بر آینـد بیشـینه ی وارد بـر دیـوار حاصـل
میگردد.
محاسبهی نی روی عکسالعمل خاك روی سطح
گسیختگ ی
تحلیل سطوح غزش (خطوط مشخصه) در پلاستیسیته در محیط سهبعدی کامل با روشهای تحلیلی ، به ایجاد
معادلاتی پیچیده و تقریباً غیر قابل حل مـیانجامـد. در
حل مسائل، در صورت وقوع شـرایط کـرنش مسـطح، حـل معـادلات بـهصـورت ت حلیـل دو بعـدی ممکـن
میگردد. معادلات حاکم بر نا حیه ی پلاستیک با استفاده
از شـرایط مـرزی و حـل هـ مزمـان معـادلات تعــادل
برگرفته از قانون بقای مومنتم با ارضا معیار گسـیختگی
موهر- کولمب حاصل میگردد. این معادلات اولین بار
نش ریه مهندسی عمران فردوسی
1 38
توسط مهندس آلمانی اف.کوتر ایجاد و بـه همـین نـام
نامگذاری گردید بخذم. با در نظر گرفتن یک سـطح در
محیط پیوسته در ح الت گسیختگ ، فشار برآیند وارد بر
سطح گسیختگی (پلاستیک) با استفاده از این معـادلات
قابل محاسـبه مـی باشـد. فشـار برآینـد وارد بـر سـطح گسیختگی با فرض خاك به صورت همگن، خش ـک و
غیرچسبنده بهصورت رابطهی (1) بیان میگردد خذم:
= ()sin( ) (1) d 2P.tan dP
: زن مخصوص خاکریز. ds ds
: زاویهی اصطکاك داخلی خاکریز.
: زاویهی سطح گسیختگی.
: P فشار روی سطح گسیختگی. :dp جزء فشار رو ی سطح گسیختگی.
: ds جزء طول روی سطح گسیختگی.
: d تغییرات زاوی هی مماس بر سطح گسیختگی .
شکل 2 فشار اعمالی بر سطح گسیختگی خاك در حالت فعال و
غیرفعال
در خاكهای غیرچسبنده و برای سطح گسیختگی
صفحهای = 0 و رابطهی((1 به رابطـهی (2) تبـدیل
میگردد:
= ()sin( ) (2)
با انتگرالگیری معادلهی فوق، میتوان داشت:
محاسبهی نیروی جانبی استاتیکی وارد بر دیوارهای ;
P = sin( ).s +C ( 3)
که در آن s طول قوس ا ز نقطه ی B بر ر وی سطح
گسیختگی و C 1 ثابت انتگرال گیری است (ش کل .(1
معادلهی ( (3 توزیع فشـار عکـسالعمـ ل قسـمت
پایدار خاکریز را بـر روی ضـلع AB گـوه گسـیختگی نشان میدهد و ثابت C در معادلـه ی فـوق از شـرایط
مرزی محاسبه میگردد. به دلی ل عـدم وجـود فشـار در
سطح آزاد p 0) در نقطه(B و با توجه به ص فر بـودن
s = 0 در این حالت مقدار C برابر صفر خواهد شد.
نیروی عکسالعمل خاك روی سـطح گسـیختگی
AB که در رابطه ی (4) با R نش ـان داده شـده اسـت بـا
انتگـرالگیـری از رابطـهی (3) محاسـبه مـیگـردد. بـا استفاده از معاده ی فـوق مقـد ار عکـسالعمـل مطـابق
مقدار روبهرو در خواهد آمد:
اشتراک‌گذاری:
[ بازدید : 100 ] [ امتیاز : 1 ] [ نظر شما : ]
