22743

بررسي رفتار مهار مكانيكي مكانيزمي

دكتراي تخصصي

ژئوتكنيك

1393

1399/06/05

دكتر محسن صابر ماهاني

عمران

در اين مطالعه، يك مهار صفحه اي نوين موسوم به "مهار مكانيكي مكانيزمي" يا به عبارت بهتر "مهار صفحه اي باز شونده" معرفي شده است كه در حين بيرون كشيدگي، سطح باربر آن افزايش مييابد. در مطالعه ي آزمايشگاهي حاضر، تاثير پارامتر نسبت عمق (عمق قرارگيري مهار به عرض آن)، عرض مهار (120، 150، 180 و 250 ميليمتر)، آزاد بودن يا با پوشش (pavement) بودن سطح خاك و تغيير در پيكربندي مهارهاي باز شونده با بيش از يك جفت پره بر ظرفيت بيرون كشيدگي مهار و تغيير مكان آن در آزمايش بيرون كشيدگي بررسي شده است. به منظور مطالعهي تغيير شكل خاك اطراف مهار در لحظه ي حداكثر شدن نيروي بيرون كشيدگي از تكنيك پردازش تصوير به روش PIV استفاده شده است و مطابق با مشاهدات حاصل از تحليلهاي PIV، دو سطح گسيختگي متفاوت و دو رابطه براي تخمين ظرفيت بيرون كشيدگي مهارهاي سطحي و عميق ارائه شده است. همچنين ظرفيت بيرون كشيدگي مهار پيشنهادي با استفاده از تئوريهاي رايج محاسبه شده و با مقادير آزمايشگاهي مقايسه گرديده است. نتايج نشان داد كه افزايش نسبت عمق، سبب افزايش قابل توجه ظرفيت بيرون كشيدگي (P_u) ميشود اما تاثير آن بر تغيير مكان مهار در لحظه ي حداكثر نيرو (d_u) ناچيز است. افزايش عرض مهار نيز P_u و d_u را افزايش ميدهد اما سبب كاهش پارامتر بدون بعد نيرو (ضريب شكست، N_q) ميشود. نتايج پردازش تصوير نشان داد كه در مهارهاي سطحي، سطح گسيختگي به شكل منحني است و سطح آزاد خاك را قطع ميكند؛ در حالي كه در مهارهاي عميق ناحيه ي گسيختگي شبيه به يك منشور ناقص درون خاك است. به علاوه، افزايش تعداد جفت پره ها با فاصلهي قائم 5/1 برابر عرض مهار، سبب كاهش قابل توجه ضريب بازدهي ميشود. در صورت تمايل به افزايش ضريب بازدهي، حداقل فاصله ي قائم بين جفت پرهها بايد 5/3 برابر عرض مهار باشد. همچنين در مهارهاي با دو جفت پره به عرضهاي متفاوت، مهاري بزرگترين ظرفيت بيرون كشيدگي را تامين ميكند كه در آن جفت پره ي با عرض بزرگتر در عمق بيشتري قرار گرفته است.

1399/08/10

Investigating the behavior of mechanistic mechanical anchor

8/26/2020 12:00:00 AM

In last decades numerous researches have been done on plate anchors as light structural members that can be implemented onshore and offshore. In this paper, a new-designed plate anchor named “Opening plate anchor”, increasing its bearing section area during uplift is introduced. In this experimental investigation, the influence of the embedment ratio (depth of embedment/anchor width) of the plate anchor, anchor width (120, 150, 180, 250 mm), soil surface covering and different configurations of anchors with more than one pair of wings on the anchor pullout capacity and anchor displacement during uplift tests is investigated. Particle Image Velocimetry (PIV) is used to study soil deformation around the anchor at the maximum pullout load’s instant. According to PIV analysis, two failure surfaces are observed and two equations are presented to estimate the ultimate pullout load of the shallow and deep opening plate anchor. Furthermore, the pullout loads predicted by prevalent theoretical methods have been compared with obtained experimental values. It was observed that the pullout capacity (P_u) was significantly influenced by anchor embedment ratio, but the anchor displacement corresponding to the maximum pullout load (d_u) increased slightly as the embedment ratio increased. As the anchor width (B) increased, P_u and d_u increased, but the breakout factor (dimensionless pullout load) decreased. For shallow anchors, the sand deformation zone lines formed a curve that extended to the soil surface. For deep anchors, the sand deformation zone formed a truncated cone in the soil. Furthermore, increasing number of pairs with vertical space of 1.5B, decrease the anchor efficiency (E) significantly. In order to increase the efficiency of the anchor with more than one pair of wings, the minimum space between pairs is about 3.5of anchor width.