30988

بررسي تاثير پارامتر هاي موثر بر تغيير شكل هاي افقي ديناميكي ديوار خاك مسلح ژئوسنتتيكي

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران ژئوتكنيك

1398

1402/04/11

محمد حسن بازيار

محسن صابر ماهاني

عمران

ژئوسنتتيك در حال حاضر به طور گسترده در كاربردهاي مختلف ژئوتكنيكي استفاده مي شود. استفاده از ژئوسنتتيك ها در كاربردهاي ژئوتكنيكي باعث افزايش خواص مكانيكي و مقاومتي خاك مسلح شده مي شود. عملكرد موثر ديوار حائل خاك مسلح ژئوسنتتيكي در هنگام زلزله در مناطق مختلف جهان در ادبيات هاي فني گزارش شده است. از طرفي آسيب وارده به ديوار حائل خاك مسلح در نتيجه زلزله نيز توسط برخي محققين گزارش شده است. از اين رو لزوم بررسي رفتار لرزه اي اينگونه ديوارها بيش از پيش آشكار شده كه در اين پايان نامه به اين مهم پرداخته خواهد شد. به منظور انجام مدلسازي ها از نرم افزار المان محدود اباكوس استفاده شد. در ابتدا به منظور صحت سنجي از مقاله معتبر آزمايشگاهي استفاده شده و نتايج مدلسازي با نتايج كار آزمايشگاهي و عددي آن مقايسه گرديد. در بخش تحليل هاي پارامتريك به بررسي پارامترهاي تاثيرگذار از قبيل شتاب بيشينه زمين، فركانس زلزله، سربار، سختي و فاصله و طول ژئوسنتتيك ها، بر انحراف جانبي ديوار، تاريخچه زماني شتاب سطح خاك پشت ديوار، تاريخچه زماني نشست سطح خاك پشت ديوار و تاريخچه زماني جابجايي افقي تاج ديوار پرداخته شد و اثرات هر يك بر روي رفتار ديوار مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بررسي ها نشان داده كه با افزايش شتاب بيشينه زمين مقدار انحراف جانبي ديوار و شتاب افقي سطح خاك پشت ديوار افزايش يافته و ديوار دچار اعوجاج بيشتري شده است.ضمن انكه نشست باقيمانده لرزه اي ديوار با افزايش شتاب بيشينه زمين افزايش يافته و تقريباً افزايش 5/4 برابري را نشان ميدهد. در اثر افزايش سربار انحراف جانبي ديوار تحت بار لرزه اي تغيير محسوسي نكرده و نشست تحت شرايط لرزه اي افزايش و مقادير جابجايي افقي باقيمانده لرزه اي كاهش يافته است. همچنين نتايج نشان داد كه تغيير فاصله ژئوسنتتيك ها تاثير چشم گيري بر مقادير شتاب افقي لرزه اي سطح زمين نداشته است. نتايج حاكي از كاهش بسيار چشم گير مقادير جابجايي افقي ديوار و شتاب افقي سطح زمين تحت زلزله با فركانس 6 هرتز مي باشد. كاربرد ژئوسنتتيك هاي با سختي زياد، نمي تواند در كاهش مقادير جابجايي افقي ديوار تأثير چشم گيري داشته باشد و نسبت L/H برابر يك مي تواند مقادير جابجايي و نشست ديوار را به خوبي كنترل نموده و نيازهاي طراحي و اجرايي را برآورده سازد. بررسي نمودار هاي كرنش برشي ديوار مسلح شده نشان داد كه مكانيسم ناحيه گسيختگي به دو بخش در حضور لايه ژئوسنتتيك و بخش بدون لايه ژئوسنتتيك تقسيم مي گردد. زاويه شكست اين دو مكانيسم متفاوت مي باشد. بيشينه كرنش برشي با افزايش PGA از 0.1 به 0.4 در حدود 50 درصد افزايش مي يابد. حضور سربار سبب افزايش شديد كرنش برشي در نزديكي ديوار شده و همچنين زوايه گسيختگي در بخش بيروني لايه ژئوسنتتيك را تغيير مي دهد. با افزايش فركانس زلزله مقدار كرنش برشي موجود در ديوار خاك مسلح با ژئوسنتتيك به مقدار يك ششم كاهش يافته است. بررسي نشان مي دهد كه افزايش سختي ژئوسنتتيك مكانيسم گسيختگي ديوار را تغيير نمي دهد اما با افزايش سختي مقدار بيشنه كرنش برشي تا مقدار قابل توجه اي كاهش مي يابد. افزايش طول اثر چنداني بر مقدار كرنش برشي بيشنه ندارد اما ساختار ناحيه گسيختگي و حجم خاك در اين ناحيه را تغيير مي دهد

1403/04/06

Investigating the influence of effective parameters on the dynamic horizontal deformations of the geosynthetic reinforced soil wall

7/1/2024 12:00:00 AM

Geosynthetics are now widely used in various geotechnical applications. The use of geosynthetics in geotechnical applications increases the mechanical and resistance properties of reinforced soil. The effective performance of geosynthetic reinforced soil retaining wall during earthquakes in different regions of the world has been reported in technical literature. On the other hand, damage to the reinforced earth retaining wall as a result of the earthquake has also been reported by some researchers. Therefore, the need to investigate the seismic behavior of such walls has become more apparent, which will be discussed in this thesis.Abaqus finite element software was used for modeling. At first, in order to validate, an authentic laboratory article was used and the modeling results were compared with the results of laboratory and numerical work. In the section of parametric analysis, to examine the influencing parameters such as the maximum acceleration of the ground, earthquake frequency, overhead, hardness and the distance and length of geosynthetics, on the lateral deflection of the wall, the time history of the acceleration of the soil surface behind the wall, the time history of the settlement of the soil surface behind the wall and the history When the horizontal displacement of the wall crown was discussed and the effects of each on the behavior of the wall were investigated.The results of the investigations showed that with the increase of the maximum acceleration of the ground, the amount of lateral deflection of the wall and the horizontal acceleration of the soil surface behind the wall increased and the wall became more distorted. Meanwhile, the residual seismic settlement of the wall increased with the increase of the maximum acceleration of the ground and increased approximately 5 4/ shows equality. As a result of the increase in the overhead, the lateral deflection of the wall under seismic load has not changed significantly, and the settlement under seismic conditions has increased and the residual horizontal displacement values ​​have decreased.Also, the results showed that changing the distance of geosynthetics did not have a significant effect on the values ​​of the horizontal seismic acceleration of the earth's surface. The results indicate a very significant reduction in the values ​​of the horizontal displacement of the wall and the horizontal acceleration of the ground surface under an earthquake with a frequency of 6 Hz. The use of geosynthetics with high hardness cannot have a significant effect in reducing the horizontal displacement of the wall, and the L/H ratio equal to one can control the displacement and settlement of the wall well and meet the design and implementation requirements.Examining the shear strain diagrams of the reinforced wall showed that the mechanism of the rupture zone is divided into two parts in the presence of the geosynthetic layer and the part without the geosynthetic layer. The angle of refraction of these two mechanisms is different. The maximum shear strain increases by about 50% with the increase of PGA from 0.1 to 0.4. The presence of overburden causes a sharp increase in the shear strain near the wall and also changes the rupture angle in the outer part of the geosynthetic layer.With the increase in earthquake frequency, the amount of shear strain in the soil wall reinforced with geosynthetics has decreased by one sixth. The investigation shows that the increase in geosynthetic hardness does not change the mechanism of wall rupture, but with the increase in hardness, the maximum value of the shear strain decreases to a significant amount. The increase in length does not have much effect on the maximum shear strain, but it changes the structure of the rupture area and the soil volume in this area.

ديوارخاك مسلح , ژئوسنتتيك , زلزله , آباكوس , شتاب بيشينه زمين , نشست , انحراف ديوار

reinforced soil wall , Geosynthetics , Abacus , peak ground acceleration , earthquake , Settlement , Wall deflection

Ehsan Tayebi

Mohammad Hassan Baziar