بهینه سازی فاصله بین میل مهارها با استفاده از اثر قوس شدگی خاک مطالعه موردی خط 2 قطار شهری مشهد

با گسترش ساخت و سازهای شهری، چالش های جدیدی برای گودبرداری و پایدارسازی در گودبرداری های عمیق مطرح شده اند. یکی از عوامل موثر در طراحی ایمن و اقتصادی سازه های نگهبان، پدیده ی قوس شدگی خاک است. با در نظر گرفتن پدیده ی قوس شدگی خاک می توان هزینه های ساخت سازه ی نگهبان را کاهش داد. در گام اول، به منظور بررسی اثر قوس شدگی در سازه نگهبان مرکب از شمع های فولادی از نوع (2ipe300) و مهارهای فولادی، از نرم افزار plaxis 3d tunnel جهت مدلسازی عددی سه بعدی استفاده شده است. برای مقایسه ی بهتر نتایج، شرایط بارگذاری خارجی و مشخصات فنی المان های سازه ای یکسان فرض شده است . از دو نوع خاک ریزدانه (cl-ml) و درشت دانه (sc-sm) به صورت جداگانه، مطابق با مشخصات ژئوتکنیکی ایستگاه های a2 و l2 خط 2 قطار شهری مشهد، با مدل رفتاری خاک سخت شونده (hs) استفاده گردیده است. مدلسازی با افزایش فاصله ی افقی و قائم 2 متر بین مهارها آغاز شده و تا فاصله ی 4 متر ادامه می یابد. در گام دوم شمع های فولادی حذف و با بلوک های بتنی با ابعاد 3/0*8/0*8/0 متر، جایگزین می شوند. با بررسی و مقایسه ی نتایج مشخص شد که در هر دو روش، با افزایش فاصله ی بین مهارها، جابجایی ها افزایش و ضرایب ایمنی کاهش می یابد. جابجایی ها و ضرایب ایمنی در اثر گودبرداری، در خاک ریزدانه به مراتب بیشتر از خاک درشت دانه است. با مقایسه ی روش شمع- مهاری و بلوک-مهاری، مشخص شد که میزان نشست خاک بالای گود و جابجایی جانبی دیواره ی گود، برای هر دو نوع خاک ریزدانه و درشت دانه، در روش بلوک و مهاری بیشتر و همچنین ضریب ایمنی کمتر از روش شمع-مهاری است. در عین حال در گودهایی که در مجاورت آن سازه های حساس وجود نداشته باشد، استفاده از روش بلوک-مهاری دارای صرفه ی اقتصادی می باشد.