27501

مقايسه تحليل دو بعدي و سه بعدي رفتار كنج¬هاي مقعر در ديواره¬هاي ميخ¬كوبي شده

كارشناسي ارشد

عمران-ژئوتكنيك

1401

1401/01/31

آقاي دكتر حشمتي

آقاي دكتر صابرماهاني

مهندسي عمران

يكي از مسائل حائز اهيمت در مدلسازي سازه¬هاي نگهبان از جمله ديوارهاي ميخ¬كوبي¬شده، نوع مدلسازي دو بعدي و سه بعدي براي بررسي رفتار سازه نگهبان مي¬باشد. در اكثر مطالعات و طراحي¬ها از مدلسازي دو بعدي كرنش مسطح استفاده مي¬شود. استفاده از تحليل¬هاي دو بعدي و ناديده گرفتن كنج¬هاي مقعر مي¬تواند سبب تخمين غير واقعي مقادير جابجايي¬ها و نشست¬هاي سطح زمين گردد. موضوعي كه اين مطالعه قصد بر روشن¬تر كردن آن دارد، بررسي وجود كنج¬هاي مقعر با زواياي مختلف در ديواره¬هاي ميخ¬كوبي¬شده با استفاده از تحليل¬هاي دو و سه بعدي نرم افزار¬هاي پلكسيس دو بعدي و پلكسيس سه بعدي مي¬باشد. از اين رو ابتدا به انجام صحت¬سنجي با استفاده از نرم افزار ژئواسلوپ و پلكسيس دو بعدي و سه بعدي پرداخته شد. و پس از تاييد مدلسازي¬هاي انجام شده در هر يك از نرم افزارها، به مطالعه بر روي ديوار¬هاي ميخ¬كوبي شده پرداخته شد. بدين صورت كه در ابتدا يك ديوار به طول 10 متر در نرم افزار ژئواسلوپ طراحي شده و طول ميخ¬ها به دو صورت ميخ¬هاي موازي و ميخ¬هاي مورب داراي زاويه 15 درجه طراحي گرديد و مقادير ضريب اطمينان سازه با استفاده از نرم افزار اسلوپ تخمين زده شد. در ادامه به انجام مدلسازي دو بعدي پرداخته شد و مقادر تغيير¬مكان¬ها و نشست ديوار با استفاده از نرم افزار پلكسيس دو بعدي مورد بررسي قرار گرفت. در ادامه و به منظور بررسي وجود كنج¬هاي مقعر در گودها، چهار مدل با زواياي گود 50، 90، 130 و 180 درجه (مدل دو بعدي-كرنش مسطح) ساخته شد. و به بررسي پارامترهاي تاثيرگذار در گودهاي داراي كنج¬هاي مقعر از قبيل زاويه كنج، طول يال كنج، زاويه كارگذاري ميخ¬ها و نحوه چيدمان ميخ¬ها بر روي مقادير جابجايي افقي ديوار و همچنين مقادير نشست سطح زمين پرداخته شد. و همچنين به مقايسه نتايج مدلسازي دو بعدي با نتايح مدل سه بعدي در گود داراي كنج مقعر پرداخته شد. نتايج نشان داد كه وجود كنج مقعر سبب مي¬گردد كه مقادير جابجايي¬هاي افقي بيشتر از مدل دو بعدي تخمين زده شود. وجود كنج¬هاي مقعر سبب كاهش مقادير جابجايي ديوار در لبه داخلي كنج مقعر شده كه اين مقدار با نزديك شدن به لبه خارجي گود افزايش مي¬يابد. همچنين نتايج نشان داد كه وجود كنج¬هاي مقعر با زاويه بازشدگي كوچكتر مي¬تواند سبب نشست¬هاي بسيار زيادي در لبه خارجي گود شده و اين در حاليست كه وجود كنج¬هاي مقعر با زاواي كوچكتر جابجايي افقي ديوار را كاهش مي¬دهد. با افزايش زاويه كارگذاري ميخ¬ها مقادير جابجايي كاهش يافته است و با كاهش طول يال كنج نيز مقادير جابجايي در لبه داخلي و خارجي گود افزايش يافته است. نتايج حاكي از آن بود كه چينش موازي با نيمساز زاويه كنج در كنترل ميزان تغييرشكل¬هاي افقي كنج¬هاي فرورفته مي¬تواند عملكرد بهتري داشته باشد و در عين حال چينش متقاطع ميتواند در كنترل ميزان تغييرشكلهاي قائم (نشست سطح زمين) عملكرد بهتري داشته باشد. واژه‌هاي كليدي: ديوارهاي¬ ميخ¬كوبي¬شده- كنج مقعر-پلكسيس دو بعدي و سه بعدي-جابجايي افقي ديوار-نشست

1401/09/22

Comparison of two-dimensional and three-dimensional analysis of the behavior of concave corners in soil-nailed walls.

4/20/2023 12:00:00 AM

Abstract: One of the important issues in modeling of retaining structures such as soil-nail walls is to investigate the effect of modeling dimension (two or three-dimensional modeling) on the behavior of retaining structures. Two-dimensional plane strain modeling is used in most studies and designs. Using two-dimensional analysis and ignoring concave angles can lead to unrealistic estimates of the amount of ground movement and settlement. The aim of this study is to clarify the existence of concave corners with different angles in nailed walls using 2D and 3D analysis of Plaxis 2D and 3D software. Therefore, at first, two and three-dimensional validation was performed using Geoslope and Plaxis software. And after confirming the modeling, the study was accomplished on the nailed walls in Plaxis. Initially, a wall with a height of 10 meters was designed in Geoslope software and the nails was chosen as parallel and oblique with an angle of 15 degrees and the values of the safety factor was estimated using Geoslope software. Then, FEM two-dimensional modeling was performed and the values of displacement and wall deflection were analyzed using Plaxis software. The obtained values were in compliance with the requirements of FHWA regulations. Then, in order to investigate the presence of concave corners in the excavation, four models with angles of 50, 90, 130 and 180 degrees (two-dimensional model-plane strain) were constructed. The effective parameters such as angle, edge length, nail placement angle and nail arrangement were investigated on the horizontal displacement and ground surface settlement. Also, the results of two-dimensional modeling were compared with the results of a three-dimensional model in a concave corner. The results showed that the presence of a concave angle causes the values of horizontal displacements to be estimated more in the two-dimensional model. The presence of concave corners reduces the amount of wall displacement at the inner edge of the concave corner, which increases as it approaches the outer edge of the excavation. The results also showed that the presence of concave corners with a smaller opening angle can cause a lot of settling on the outer edge of the excavation, while the presence of concave corners with a smaller angle reduces the horizontal displacement of the wall. With increasing the installation angle of the nails, the displacement values have decreased and with decreasing the length of the corner edge, the displacement values at the inner and outer edge of the excavation have also increased. The results showed that the parallel arrangement with the angle bisector can have a better performance in controlling the amount of horizontal deformations of the corners, and at the same time the cross-arrangement can have a better performance in controlling the amount of vertical deformations (ground subsidence). Keywords: Soil- nail walls, concave corner, two and three-dimensional Plaxis modelling, horizontal wall displacement, Settlement

ميخكوبي , كنج مقعر , كنج محدب , جابجايي افقي ديواره , پلكسيس دوبعدي و سه بعدي

nailing , concave corner , convex corner , lateral deformation of soil-naled wall , two and three-dimensional Plaxis modelling

Seyyed Abbas Mirsharifi

Dr. Heshmati