مدلسازی عددی رفتار استاتیکی و دینامیکی دیواره های میخکوبی شده (nailed excavations) به همراه مطالعه موردی

چکیده با گسترش سریع و روزافزون شهرها نیاز به احداث سازه های بلند، تونل ها، متروها و … که همگی دربرگیرنده عملیات های گودبرداری هستند نیز بیشتر شده است. در اجرای عملیات گودبرداری درصورتیکه فضای اطراف محدود و بسته نباشد ساده ترین و اقتصادی ترین روش برای محافظت از دیواره های گود اجرای آن به صورت شیب دار می باشد و در غیر اینصورت چاره ای جز استفاده از سازه نگهبان گود نمی ماند. سازه های نگهبان گود انواع مختلفی دارند و هدف از اجرای آن در محیط های شهری کاهش حجم عملیات خاکی، کم کردن هزینه و مزاحمت برای ساکنین مجاور گود، محدود کردن تغییر شکل ها و نشست زمین می-باشد. روشهای زیادی برای اجرای سیستم های محافظ گود وجود دارد، لیکن بطور کلی هر روشی که برای محافظت از جبهه گود مورد استفاده قرار می گیرد بسته به شرایط مختلف، مزایا و معایب مخصوص به خود دارد و هرگز نمی توان گفت که یک روش خاص همواره بر دیگر روش ها ارجح است. با توجه به اینکه معمولاً پیمانکاران و مجریان پروژه های گودبرداری مایلند با صرف حداقل هزینه، عملیات گودبرداری را به پایان رسانند، بعضاً مشاهده می شود که بعلت بی توجهی های صورت گرفته درمورد رعایت اصول ایمنی و طراحی، دیواره گود فرو ریخته و جان عده ای انسان بیگناه گرفته شده است. حال با در نظر گرفتن این شرایط اگر قرار باشد روشی برای مهار گودبرداری ها ارائه شود، حتماً باید تاحد امکان کم هزینه بوده و نیاز به تکنولوژی خاص نداشته باشد و ضمنا اجرای آن نیز آسان باشد .برای رسیدن به این هدف لازم است در وهله نخست مقایسه ای کلی بین روشهای مختلف موجود صورت گیرد. در ادامه به بررسی روش های مختلف نگهداری گودهای عمیق در محیط های شهری و سپس به معرفی سیستم نیلینگ پرداخته می شود. طراحی این سیستم بر اساس یکسری جداول و نقشه ها و آیین نامه ها که در fhwaموجود است صورت می گیرد. با پیشرفت تکنولوژی، نرم افزارهایی به بازار آمده که از قابلیت طراحی این نوع سیستم نگهداری برخوردار است. یکی از این نرم افزارها abaqus می باشد که در این پایان نامه جهت طراحی نگهداری گود به کمک سیستم نیلینگ مورد استفاده قرار گرفته است. ابتدا به منظور بررسی صحت عملکرد نرم افزار یکی از گودهای اجرا شده در استان البرز به کمک نرم افزار abaqus v.6-10)) مدل گشت وخروجی های نرم افزار با برداشت های تغییر شکل گود که از داده های نقشه برداری بدست آمد، مقایسه شد. پس از حصول اطمینان از صحت عملکرد نرم افزار به بررسی پارامترهای مختلف خصوصیات رفتاری خاک بر تغییر شکل گود پرداخته شد. از آنجا که در طراحی گود، طراحی با در نظر گرفتن موقت بودن گود انجام می گیرد لذا به دلایل اقتصادی طراحی بلند مدت در برابر زلزله صورت نمی گیرد، به منظور بررسی پایداری گود در برابر زلزله، گود مورد نظر با سیستم مهاری و میخ کوبی باز طراحی شد و تاثیر زلزله بر تغییر شکل های آن بررسی شد و در نهایت با مقایسه تغییر شکل های گود در نهایت، سیستم انکر بسیار اقتصادی تر از روش نیلینگ برای طراحی لرزه ای گود مورد مطالعه تشخیص داده شد . یکی از آزمایش هایی که به منظور کنترل طراحی و اجرا صورت می گیرد و همچنین مطالعات نیروی برشی بین نیل و نیل-خاک انجام می گیرد آزمایش pull out می باشد که در این پایان نامه مطالعات تجربی و کتابخانه ای رفتار pull out نیل ها بررسی شد. نتایج حاصله بیان گر آن است که با افزایش پارامترهای خاک نظیر مقاوت چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی، مدول یانگ در هر دو مدل موهرکولمب و خاک سخت شونده موجب کاهش تغییر شکل های دیواره گود می گردد و همچنین با افزایش قطر نیل ها نیز تغییر شکل های دیواره گود کاهش می یابد که در ادامه فصول به بررسی کامل تاثیر پارامترهای مذکور پرداخته شد.