ارزیابی مقایسه ای مکانیسم شکست شیروانی های خاکی تحت تراوش بر اساس روش های تعادل حدی و عددی word

 فهرست مطالب

چکیده ..... 1

مقدمه....... 2

فصل اول: مقدمه....

1-1مقدمه....... 4

1-2 بیان مسئله......... 6

1-3 ضرورت انجام پژوهش ........ 8

1- 4 اهداف پژوهش...... 9

1-5 سوالات تحقیق........ 10

1-6 فرضیه های تحقیق..... 11

1-7 تعاریف عملیاتی متغیّرها و واژه های کلیدی...... 12

1-8روش تحقیق....... 12

1-9 محدودیّت های تحقیق....... 12

1-10 ساختار پایان نامه........................... 13

فصل دوم: مروری بر متون فنّی و تحقیقات گذشته.........

2-1پیش گفتار.................................... 15

2-2مبانی روش های بررسی پایداری شیروانی های خاکی 15

2-2-1 مقدمه...................................... 15

2-3 بررسی کاربردی روش های کنترلی پایداری شیروانی های خاکی 16

2-3-1 روش عددی................................... 16

2-3-2 روش های تعادل حدی.......................... 18

2-3-2-1مروری دقیق تر بر روش های خاص تعادل حدی.... 20

2-4کلیّات خاک های مسلح........................... 22

2-5 نگاهی به موثرترین تحقیقات ژئوتکنیکی اخیر..... 23

فصل سوم: روش و مبانی تحقیق........................

3-1مقدمه........................................ 34

3-2روش های تحلیل پایداری مورد استفاده در این پژوهش34

3-3 انتخاب نرم افزار............................. 35

3-3-1 آشنایی با نرم افزار GeoStudio................ 36

3-3-1-1 آشنایی با نرم افزار SEEP/WوSLOPE/W....... 37

3-3-2 روند ایجاد و تحلیل مدل ها در SEEP/W و SLOPE/W38

3-3-2-1 تنظیمات و مشخصات اولیه نرم افزارGeoStudio.. 39

3-3-3 روند ایجاد و تحلیل مدل ها با نرم افزار Plaxis... 41

3-4 اطلاعات اولیّه مدل های نرم افزاری ............. 45

3-4-1 هندسه مدل ها............................... 46

3-4-2 مشخصّات فنّی مصالح و مدل های رفتاری آن ها.... 47

3-4-3 تعریف و ترسیم مسلح کننده ها................ 49

فصل چهارم: بررسی و تحلیل نتایج.....................

4-1 مقدمه........................................ 52

4-2 نتایج مدل سازی ها............................ 52

4-3 معرفی کاراکترهای نمودارهای ضرایب اطمینان پایان نامه 55

4-4 نمودارهای ضرایب اطمینان .................... 56

4-4-1 نمودارهای (DH, FS).......................... 57

4-4-2 نمودارهای (DH/H, FS)......................... 71

4-4-3نمودارهای تسلیح شده........................ 72

4-5 مکانیسم گسیختگی.............................. 96

4-6 مدل های بازسازی شده......................... 105

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادها...................

5-1 مقدمه....................................... 110

5-2 نتایج حاصل از مطالعات....................... 110

گواهی مقالات ارائه شده در هفتمین کنگره ملی عمران 120

5-3 پیشنهادات................................... 124

منابع و ماخذ.......................................

منابع فارسی..................................... 127

منابع انگلیسی................................... 130

 فهرست جداول

3-1 هندسه مدل ها................................. 46

3-2 مشخصات فنی خاک مدل ها........................ 48

3-3 برخی از سطوح آب در سمت چپ و راست مدل......... 48

3-4 مشخصات فنی مسلح کننده خاک (انکر)............. 50

4-1 کاراکتر های نمودارهای ضرایب اطمینان.......... 55

4-2 ضرایب اطمینان مقایسه ای مدل های بازسازی شده در خاک های مختلف با مهار به طول 6متر با زاویه نفوذ مهار با خاک 0 درجه 105

4-3 ضرایب اطمینان مقایسه ای مدل های بازسازی شده در خاک های مختلف با مهار به طول 6متر با زاویه نفوذ مهار با خاک 15 درجه 106

فهرست اشکال

3-1 نمونه ای از صفحه اصلی در نرم افزار GeoStudio.. 40

3-2 نمونه ای از مدل تکمیل شده و آماده برای تحلیل در روش عددی41

3-3 نمونه مدل شده در نرم افزارPlaxis.............. 43

3-4 نمونه ای از ساخت فازهای محاسباتی در نرم افزار درPlaxis44

3-5 مدل اصلی در روش تعادل حدی..............................................................................................46

3-6 مدل اصلی در روش عددی........................................................................................................47

4-1 ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در رس با زاویه پای شیب 30

درجه در روش عددی..................................................................................................................... 57

4-2: ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در رس با زاویه پای شیب 30 درجه در روش تعادل حدی........... 59

4-3 : ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در رس با زاویه پای شیب 60 درجه در روش عددی................ 61

4-4: ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در رس با زاویه پای شیب 60درجه در روش تعادل حدی............ 63

4-5: ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در ماسه با زاویه پای شیب 30 درجه در روش عددی............. 65

4-6: ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در ماسه با زاویه پای شیب 30 درجه در روش تعادل حدی........... 67

4-7: ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در ماسه با زاویه پای شیب 60 درجه در روش تعادل حدی........... 69

4-8: ضرایب اطمینان در برابر اختلا ف هد آ ب در دو طرف مدل در رس با زاویه پای شیب 30 درجه و زاویه نفوذ خاک با مهار 0 درجه در روش تعادل حدی........................................ 72

4-9: ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در رس با زاویه پای شیب 60 درجه و زاویه نفوذ خاک با مهار 0 درجه در روش تعادل حدی.............................................. 74

4-10: ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در ماسه با زاویه پای شیب 30 درجه و زاویه نفوذ خاک با مهار 0درجه در روش تعادل حدی.............................................. 77

4-11: ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در ماسه با زاویه پای شیب 60 درجه و زاویه نفوذ خاک با مهار 0درجه در روش تعادل حدی.............................................. 80

4-12: ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در رس با زاویه پای شیب 30 درجه و زاویه نفوذ خاک با مهار 15درجه در روش تعادل حدی........................................ 84

4-13: ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در رس با زاویه پای شیب 60 درجه و زاویه نفوذ خاک با مهار 15 درجه در روش تعادل حدی........................................ 86

4-14: ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در ماسه با زاویه پای شیب 30 درجه و زاویه نفوذ خاک با مهار 15درجه در روش تعادل حدی.............................................. 88

4-15: ضرایب اطمینان در برابر اختلاف هد آب در دو طرف مدل در ماسه با زاویه پای شیب 60 درجه و زاویه نفوذ خاک با مهار 15 درجه در روش تعادل حدی........................................ 93

4-16: نمونه ای از خط حالت تحت تراوش در روش تعادل حدی97

4-17: نمونه ای از خط حالت تحت تراوش در روش عددی.. 97

4-18: نمونه ای از گوه گسیختگی در خاک رس با زاویه پای شیب 60 درجه و چسبندگی 100کیلوپاسگال در روش عددی.............. 99

4-19: نمونه ای از نقاط پلاستیک در خاک رس با زاویه پای شیب 60 درجه و چسبندگی 100کیلوپاسگال در روش عددی.............. 99

4-20: نمونه ای از گوه گسیختگی در خاک رس با زاویه پای شیب 60 درجه و چسبندگی 100کیلوپاسگال در روش تعادل حدی........ 100

4-21: نمونه ای از گوه گسیختگی در خاک ماسه با زاویه پای شیب 30 درجه و زاویه اصطکاک داخلی 35 درجه در روش تعادل حدی... 100

4-22: نمونه ای از گوه گسیختگی در خاک ماسه با زاویه پای شیب 30 درجه و زاویه اصطکاک داخلی 35 درجه با زوم 500درصد در روش تعادل حدی101

4-23: نمونه ای از گوه گسیختگی در خاک ماسه با زاویه پای شیب 30 درجه و زاویه اصطکاک داخلی 35 درجه در روش عددی... 101

4-24: نمونه ای از نقاط پلاستیک در خاک ماسه با زاویه پای شیب 30 درجه و زاویه اصطکاک داخلی 35 درجه در روش عددی...........................................................................................................102

4-25: نمونه ای از گوه گسیختگی در خاک رس با زاویه پای شیب30 درجه با زاویه نفوذ خاک با مهار 0 درجه و چسبندگی 50 کیلوپاسگال در روش تعادل حدی....................................... 102

4-26: نمونه ای از گوه گسیختگی در خاک ماسه با زاویه پای شیب 30 درجه و زاویه اصطکاک داخلی 35 درجه با زاویه نفوذ خاک با مهار15 درجه در روش تعادل حدی................................... 103

4-27: نمونه ای از گوه گسیختگی در خاک ماسه با زاویه پای شیب 30 درجه و زاویه اصطکاک داخلی 35 درجه با زاویه نفوذ خاک با مهار15 درجه بازوم 500 درصد در روش تعادل حدی............ 103

4-28: خطوط جریان در خاک رس با زاویه پای شیب 30 درجه با زاویه نفوذ خاک با مهار 0درجه و چسبندگی 50 کیلوپاسگال بازسازی شده در روش تعادل حدی............................................. 107

4-29: گوه گسیختگی در خاک رس با زاویه پای شیب 30 درجه با زاویه نفوذ خاک با مهار 0درجه و چسبندگی 50 کیلوپاسگال بازسازی شده در روش تعادل حدی................................... 107

4-30: خطوط جریان در خاک ماسه با زاویه پای شیب 60 درجه با زاویه نفوذ خاک با مهار 15درجه و زاویه اصطکاک داخلی30 درجه بازسازی شده در روش تعادل حدی................................ 108

4-31: گوه گسیختگی در خاک ماسه با زاویه پای شیب 60 درجه با زاویه نفوذ خاک با مهار 15 درجه و زاویه اصطکاک داخلی 30 درجه بازسازی شده در روش تعادل حدی............................ 108

  چکیده

با توجه به اینکه تمامی زیر ساخت های مهندسی و اماکن و شریان های حیاتی شهری و غیر شهری از قبیل: پی ساختمان ها، پل ها، سیلوها، سدها، دیوارهای حائل، سازه های دریایی، تأسیات صنعتی و . . . همگی بر بستری به نام زمین گسترده می شو­­­ند. اهمیت بررسی نوع ناپایداری در شیروانی ‌های خاکی‌ تحت تراوش‌ و شیروانی‌ های خاکی‌ تحت تراوش‌ مسلح راهکارهای مقابله با آن ها زمانی بیشتر آشکار می گردد که لغزش شیروانی ها می تواند خسارت‌ های عظیم و جبران ناپذیری ایجاد نماید، دو روش مهم برای تحلیل پایداری شیروانی‌ها، روش تعادل حدی و روش عددی می‌باشد. هدف مشترکی که در تمامی این روش‌ها دنبال می‌شود بررسی پایداری شیب های طبیعی ومصنوعی وتعیین ضریب اطمینان پایداری آنها می‌باشد. بر اساس تعریف ترزاقی و پک (1967میلادی)، لغزش ها به هر شکل قابل تصوری، آهسته یا ناگهانی وبا هر عامل محرکی می توانند اتفاق بیافتند.گسیختگی شیب ها معمولاً ناشی از هرگونه عامل کاهش ناگهانی مقاومت خاک یا تغییری در شرایط هندسی روی می دهد، به طور کلی می توان شیروانی ها را به دو دسته شیروانی های طبیعی و شیروانی های طراحی شده، دسته بندی کرد. این پایان نامه که در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد ارائه می شود به ارزیابی و مقایسه ضرایب اطمینان و سطوح گسیختگی در خاک هایی از جنس رس و ماسه که با روش های تعادل حدی و روش عددی در حالات تحت تراوش بدون مهار و با مهار به دست آمده است، می پردازیم.

کلمات کلیدی: ضریب اطمینان، مکانیسم شکست، تعادل حدی، روش عددی، ترانشه خاکی تحت تراوش، مهار.

 مقدمه

یکیازمهمترینمباحثدانشژئوتکنیکتحلیلپایداریشیروانی‌ها‌ی خاکی تحتتراوش‌ و تعیینسطحیباکمترینضریباطمینانوبهعبارتدیگرسطحبحرانیشکستاست.درساخت وبهره برداری از شیب ها و دیواره های خاکی، مسئله پایداری و بررسی مکانیسم های شکست احتمالی،به علت ملاحظات اقتصادی (اغلب پروژه های ژئوتکنیک با بودجه دولتی و سرمایه ملت عزیز ایران زمین ساخته می شوند) و در برخی سازه ها جلوگیری از بروز فاجعه ی انسانی (گاه لغزش یک شیروانی طبیعی یا یک سد خاکی باعث مدفون شدن یک روستا و قربانی شدن هزاران تن می گردد) و از طرفی سرزمین پاکمان با بلاهای طبیعی نظیر سیل و زلزله و غیره مواجه می باشد و اهمیت دین مبین اسلام به مقام والای انسان و بیت المال وظیفه مهندسین عمران و اهمیت موضوع را صد چندان می کند.روش‌هایمختلفیبرایبررسیپایداریشیب‌هاو شیروانی‌هاارائهمی شودکهازجملهآن‌هامی توانبهروش‌هایتعادل حدی مانند: روشفلینیوس، بیشاپو مورگنسترنو نیزروش‌های ‌عددی اشارهنمود. هدفمشترکیکهدرتمامیاینروش‌هادنبالمی‌شودتعیینحداقلضریباطمینانپایداریو سطحگسیختگیمتناظرباآنکهشیروانیدرامتدادآنلغزیدهوگسیختهخواهدشد،می‌باشد. در این پژوهش با مدلسازی و بررسی دقیق یکسری شیروانی خاکی با شرایط نزدیک به شرایط صحرایی با هر دو روش ذکر شده سعی می شود این دو روش با هم مقایسه شوند.