مطالعه ی رفتار سازه نگهبان شمع و تای بک با بکارگیری مدل رفتاری الاستوپلاستیک جامع دو سطحه و سطح مرزی

پایدارسازی جداره های گودبرداری با استفاده از سازه های نگهبان در قالب سیستم های مختلف نگهدارنده صورت می گیرد. در این تحقیق سیستم نگهبان شمع پشت بند و مهار تای بک مورد بررسی قرار می گیرد. برای طراحی سازه های نگهدارنده ی گود، توزیع فشار اعمالی خاک از جمله عوامل مهم در طراحی است. نحوه ی القاء شدن تنش ها در خاک پشت دیواره ها بر توزیع فشار جانبی خاک تأثیرگذار می باشد. بنابر این بکارگیری مدل رفتاری که بتواند رفتار خاک را در مسیرهای متفاوت به خوبی پیش بینی کند، ضروت می یابد، لذا در این تحقیق جهت مطالعه ی استاتیکی سازه نگهبان شمع و مهار برای شبیه سازی رفتار خاک از یک مدل الاستوپلاستیک جامع دو سطحه ی جدید استفاده شده است و رفتار سازه نگهبان در قالب یک مطالعه ی پارامتریک مورد بررسی قرار می گیرد. در این بخش اثر عواملی مانند میزان نیروی پیش تنیدگی مهارها، طول گیرداری مهارها، موقعیت اولین تراز مهار، فاصله بین شمع ها، سختی شمع، عمق نفوذ شمع در خاک مورد بررسی قرار می گیرد، همچنین نحوه آرایش مهارها بررسی می شود و اثر این پارامترها بر توزیع فشار جانبی خاک، لنگر خمشی شمع، نیروی محوری مهارها و تغییر شکل جانبی شمع مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به اهمیت نیروی زلزله و اثرات مخرب آن در سازه ها و عملکرد سازه های نگهبان شمع و تای بک در برابر زلزله، بررسی رفتار دینامیکی این نوع دیوار مهار شده ضروری است. یک مدل خوب برای اندرکنش دینامیکی خاک – سازه شامل منحنی های هیسترتیک تنش- کرنش خاک است به طوریکه مشخصه جذب انرژی واقعی خاک را در برداشته باشد. مدل های سطح مرزی که با استفاده از مفهوم پارامتر وضعیت توسعه داده شده اند، جهت شبیه سازی رفتار استاتیکی و تناوبی خاک های ماسه ای مناسب می باشند. یکی از این مدل های رفتاری در قالب برنامه ی تفاضل محدود flac3d به خدمت گرفته شده است. جهت صحت سنجی نتایج حاصل از مدل رفتاری لازم است آزمایش های مختلفی شبیه سازی و نتایج با داده های تجربی مقایسه شود. مقایسه ی نتایج، حاکی از دقت و کارآمدی مدل رفتاری مذکور در پیش بینی ویژگی های رفتاری مهم خاک های ماسه ای است.