در چند دهه اخیر استفاده از سیستم های تسلیح خاک جهت احداث دیوارهای حائل و سازه های نگهبان یکی از روشهای مورد توجه مشاوران و مهندسین ژئوتکنیک بوده است. فلسفه تمامی این تکینک ها تقویت و بهبود مقاومت داخلی خاک تا حدی است که بتواند خود ایستا باشد. از آنجا که اجزاء اصلی تشکیل دهنده سیستم میخگذاری خاک شامل خاک محل، مهارهای فولادی (nail) جهت تسلیح و تثبیت خاک و نیز بتن مسلح جهت اجرای دیواره نهایی می باشد، هزینه تهیه مصالح نسبتاً پائین است. همچنین از لحاظ کمیت نیز مصالح میلگرد و بتن مصرفی برای این نوع سازه ها در مقایسه با سایر روشهای رایج که اغلب دارای شمع بتنی و یا تیرهای همبند و نگهدارنده می باشند، خیلی کمتر است و جهت اجرای چنین سامانه ای می توان از تجهیزات و دستگاههای سبک مناسب کار در مناطق شهری که با کمبود فضا مواجه هستند، استفاده نمود. طراحی ایمن و اقتصادی دیوارهای میخگذاری شده تحت بارهای جانبی، بخصوص در مناطق شهری از اهمیت ویژه ای برخوردار است و در نتیجه، تحلیل مهندسی دقیق تغییرشکل های جانبی در ترکیب ظرفیت خمشی و برشی میخ ها و اندرکنش خاک-سازه، مرحله ای پیچیده در طراحی این سامانه بشمار می رود. نتایج تحقیقات اخیر و مطالعه موردی حاضر نشان می دهد که عملکرد دیوارهای میخگذاری شده می تواند به خوبی دیگر روشهای مرسوم و متداول باشد بطوریکه جابجایی جانبی این نوع دیوار براساس مقادیر ثبت شده حاصل از پایش، عمدتاً بین 1/0 تا 2/0 درصد عمق گودبرداری شده بوده است. روش های متداول طراحی دیوارهای میخگذاری شده دارای محدودیت هایی نظیر یکنواخت فرض کردن خصوصیات خاک و میخ در طول دیوار، نادیده گرفتن ظرفیت خمشی میخ ها، خطی در نظر گرفتن سطح لغزش و همچنین یکنواخت فرض کردن توزیع تنش در توده خاک می باشند. بخش های مختلف دیواره گودبردرای شده به کمک نرم افزار اجزاء حدودplaxis2d به صورت دوبعدی در شرایط کرنش مسطح و با در نظر گرفتن شرایط ساخت مرحله ای(staged-construction) منطبق بر شرایط واقعی، مدل سازی عددی شده است و نتایج حاصل با مقادیر بدست آمده از رفتارسنجی و پایش(monitoring) تغییرمکان افقی ترازهای مختلف ارتفاعی دیواره میخگذاری شده و همچنین نتایج حاصل از پایش میزان بازشدگی عرضی ترک ها مقایسه گردیده است. نتایج حاصل نشان می دهد که تطابق و همخوانی مناسبی بین نتایج بدست آمده از مدل سازی عددی و مقادیر تغییرشکل های جانبی به وقوع پیوسته، به ویژه محل وقوع ترک ها در نواحی مجاور احداث گود وجود دارد و همچنین می توان گفت که استفاده از نرم افزار اجزاء محدود plaxis2d با مدل رفتاری خاک سخت شونده (h-s) جهت مدلسازی عددی رفتار دیوارهای میخگذاری شده مناسب می باشد.

شمعها اعضایی سازه ای هستند که در اسکله ها عمدتا بدلیل نامرغوب بودن خاک از جنبه ظرفیت باربری تا اعماق قابل توجه به منظور تامین ظرفیت بابری مورد نیاز و تحمل بارهای قائم و جانبی محتمل مورد استفاده قرار می گیرند. مبرهن است که بدلیل پدیده خوردگی در محیط های دریایی شمعهای بتنی کاربرد گسترده تری نسبت به انواع دیگر شمعها داشته که این امر لزوم رفتار نگاری دقیق بتن در شرایط یاد شده را بیش از پیش نمایان می سازد. بتن مصالحی با رفتار ترد شکن است و به همین دلیل برای ارزیابی رفتار آن در انواع سازه ها نیاز به استفاده از مدلهای رفتاری خاصی می باشد که بتوانند آسیب و گسیختگی آن را همگام با پیشرفت بارگذاری ارزیابی کنند. در این میان رفتار بتن تحت بارگذاریهای سیکلیک (چرخه ای) نظیر زلزله تئوری رفتاری خاصی را طلب میکند که بتواند تغییرات آسیب (damage) را در حین معکوس شدن سیکلهای بارگذاری لحاظ کرده و تاثیر آن بر رفتار کلی سازه را ارزیابی نماید. از دیدگاه عددی مفهوم آسیب مفهومی بسیار جدید بوده و بطور عام به معنای کاهش سختی بتن با پیشرفت بارگذاری در صورت معکوس شدن جهت بار میباشد. از دیر باز در تدوین مدلهای رفتاری بتن، دو جنبه رفتاری آن یعنی فشار و کشش همواره مد نظر قرار گرفته و به همین دلیل اکثر مدلهای رفتاری بتن بر اساس کشش و فشار فرموله شده اند. بدیهی است که از دیدگاه مهندسی ژئوتکنیک رفتار الاستو پلاستیک خاک در اثر بارگذاریهای اینچنینی و به تبع آن تاثیر آن بر شالوده حائز اهمیت است. از این رو لازم است که با در نظر گرفتن اندرکنش مناسب خاک- شمع بتوان تاثیر واقعی خاک بر شالوده را در حین بارگذاریهای دینامیکی ارزیابی نمود که این امر لزوم مدلسازی صحیح پدیده تماس (contact) بین خاک و شمع را نمایان میسازد. بدیهی است که مدلسازی صحیح رفتار خاک تاثیری مستقیم بر آسیب و گسیختگی پیش رونده شمعها داشته و به عنوان یک موضوع پارامتریک قابل ردیابی است.

میخکوبی خاک یک روش پایدار سازی شیب ها و گود ها می باشد که به دلیل انعطاف پذیری ، سرعت و سهولت اجرا و نیز اقتصادی تر بودن نسبت به دیگر سیستم های پایدارسازی ، طی سه دهه اخیر مورد توجه بسیار قرار گرفته است. با بررسیهای انجام شده در نقاط مختلف دنیا و مطالعات انجام گرفته بر روی زلزله های گذشته، رفتار سازه های خاک مسلح شامل مجموعه ای از عوامل در ارتباط با یکدیگر می باشند که هر یک دارای تاثیر مشخص بر رفتار کل مجموعه سازه می باشد. بدین منظور، مطالعات گسترده ای بر روی هر یک از این عوامل انجام شده تا شناخت بهتری از رفتار سازه تحت بارهای لرزه ای ارائه گردد. در این تحقیق تحلیل عددی بر روی دیواره گود هتل نرگس مشهد که به صورت میخکوبی شده پایدار گشته، انجام شده است. ابتدا مدل تحت بارهایی با زمان معین و تحت شتاب سینوسی با دامنه یکسان و فرکانس های مختلف قرار گرفت. با استفاده از مفهوم پدیده تشدید و تفسیر پاسخ های سازه در نقاط مشخص برروی مدل ، فرکانس دیواره خاکی حاصل شد. سپس دو تحلیل عددی(سیکلی و شبه استاتیکی) به جهت ارزیابی لرزه ای دیواره با استفاده از نرم افزار plaxis انجام گردید. بر اساس مقایسه بین تغییر مکان دیواره در دو روش تحلیلی مورد نظر روشی آسان جهت دستیابی به ضریب لرزه ای از حداکثر شتاب زمین حاصل می شود. روش ارائه شده بر اساس این فرض می باشد که گسیختگی در هر دو روش به ازای تغییر مکان یکسانی در میخ های پایینی صورت می پذیرد. در دیواره های میخکوبی شده، نامعینی هایی مانند تغییر پذیری خصوصیات خاک ، فرضیات ساده کننده در روش های مختلف، عدم مشخص بودن ضرایب لرزه ای وارده و... وجود دارد . معمولا مهندسین در طراحی دیوار های میخکوبی شده، با استفاده از روش های قطعی، تنها به محاسبه ی یک عدد به عنوان ضریب اطمینان اکتفا می کنند. اما با استفاده از روش های احتمالاتی، میتوان کلیه ی نامعینی ها و عدم قطعیت های موجود را در تحلیل منظور نمود. از اینرو ، جهت لحاظ کردن عدم قطعیت ها در دیوارهای میخ کوبی شده، تحلیل احتمالاتی پروژه پایدار سازی بخشی از دیواره خط راه آهن تهران- تبریز، انجام و با نتایج قطعی حاصل از روش های تعادل حدی مقایسه شد نتایج حاصل از تحلیل احتمالاتی بیانگر عملکرد نسبتاً خوب دیواره های میخکوبی شده دائمی تحت عدم قطعیت های مذکور به روش مونت کارلو می باشد.

استفاده از تکنیک دیوارهای میخ گذاری شده جهت حائل سازی دیواره های گودبرداری شده بدلیل مزایای فراوان اقتصادی و فنی و نیز سهولت و سرعت بالا در اجرا باعث شده است تا در دو دهه اخیر بسیار مورد توجه مهندسین و مشاوران کارهای ژئوتکنیکی قرار گیرد. علاوه بر این،تا کنون از این تکنیک عمدتاً جهت حائل سازی دیوارهای خاکی و یا ترانشه هایی با حداکثر ارتفاع 10 تا 12 متر استفاده گردیده است. از آنجا که اجزاء اصلی تشکیل دهنده سیستم میخگذاری خاک شامل خاک محل، مهارهای فولادی جهت تسلیح و تثبیت خاک و نیز بتن مسلح جهت اجرای دیواره نهایی می باشد، هزینه تهیه مصالح نسبتاً پائین است. همچنین از لحاظ کمیت نیز مصالح میلگرد و بتن مصرفی برای این نوع سازه ها در مقایسه با سایر روشهای رایج که اغلب دارای شمع بتنی و یا تیرهای همبند و نگهدارنده می باشند، خیلی کمتر است و جهت اجرای چنین سامانه ای می توان از تجهیزات و دستگاههای سبک مناسب کار در مناطق شهری که با کمبود فضا مواجه هستند، استفاده نمود. طراحی ایمن و اقتصادی دیوارهای میخگذاری شده تحت بارهای جانبی (رانش خاک و زلزله) بخصوص در مناطق شهری از اهمیت ویژه ای برخوردار است و در نتیجه تحلیل مهندسی دقیق تغییرشکل های جانبی در ترکیب ظرفیت خمشی و برشی نیل ها و اندکنش خاک- سازه، مرحله ای پیچیده در طراحی این سامانه بشمار می رود. نتایج تحقیقات اخیر و مطالعه موردی حاضر نشان می دهد که عملکرد دیوارهای میخگذاری شده در پایدارسازی و تثبیت ترانشه های گودبرداری شده و شیروانی های خاکی می تواند به خوبی دیگر روشهای مرسوم و متداول باشد بطوریکه جابجایی جانبی این نوع دیوار براساس مقادیر ثبت شده حاصل از پایش، عمدتاً بین 1/0 تا 2/0 درصد عمق گودبرداری شده بوده است. روش های متداول طراحی دیوارهای میخگذاری شده دارای محدودیت هایی نظیر یکنواخت فرض کردن خصوصیات خاک و میخ (به ویژه مدول الاسیسیته) در طول دیوار، نادیده گرفتن ظرفیت خمشی نیل ها، خطی در نظر گرفتن سطح لغزش و همچنین یکنواخت فرض کردن توزیع تنش در توده خاک می باشند. با گسترش چشم گیر روش های عددی و تکنولوژی های پیشرفته رایانه ای، امکان مطالعه و بررسی عددی رفتار دیوارهای میخگذاری شده فراهم گردیده است. در این تحقیق علاوه بر بیان مکانیسم استفاده از روش اجرای میخگذاری در خاک جهت پایدارسازی گودبرداری ها، تحلیل استاتیکی و قیاس آن با واقعیت، تحلیل و بررسی دینامیکی پروژه بر اساس شتاب نگاشتهای نزدیک گسل تهران با استفاده از مدل سازی عددی به کمک نرم افزار اجزا محدود plaxis 2d برای پروژه دایراه المعارف علوم اسلامی تهران(کتابخانه ملی) بررسی می گردد. به علاوه نتایج بدست آمده از پایش دیوار اجرا شده در سیستم پایدارسازی گودبرداری در مراحل مختلف ساخت در پروژه مذکور با نتایج بدست آمده از مدل سازی عددی منطبق بر شرایط واقعی مقایسه می گردد.

پی ها یکی از مهمترین عناصر هر سازه هستند که نقش مهمی در انتقال بار کل سازه به زمین را بر عهده می گیرند. امروزه با رشد روز افزون علم مهندسی ژئوتکنیک در بکار گیری ایده خاک مسلح میتوان با استفاده از این تکنیک، رفتار پی های سطحی را بهبود بخشید و به نتایج مطلوبی رسید. از زمان پیدایش ایده خاک مسلح، مصالح متنوعی برای این منظور بکار گرفته شده اند که هریک دارای مزایا و معایب متفاوتی می باشند. از جمله این مصالح می توان به خانواده ژئوسینتتیک ها از جمله ژئوگریدها و ژئوتکستایل ها اشاره نمود که محصولاتی پلیمری بوده و به منظور بهبود و افزایش کارایی مسلح کننده های سنتی ساخته شده اند. در این تحقیق به بررسی رفتار پی های سطحی مستقر بر روی خاک مسلح شده با المان های ژئوسینتتیکی به کمک روش اجزاء محدود پرداخته شده است و تاثیر شکل، آرایش و طرز قرارگیری المان های مسلح کننده در رفتار خاک ارزیابی گردیده است.جهت اطمینان از عملکرد مدل سازی عددی، نتایج مطالعات عددی با نتایج مطالعات آزمایشگاهی به شکل چهار لایه افقی موازی انجام شده توسطmadhavi latha and amit somwansh, 2009 مقایسه گردیده است.نتایج بیانگر افزایش ظرفیت باربری پی مستقر بر روی خاک مسلح شده با المان های تسلیح می باشد. در این تحقیق تاثیر شکل، آرایش و طرز قرارگیری المان های تسلیح بر روی ظرفیت باربری پی بررسی گردیده است. بدین منظور با استفاده از نرم افزار abaqus 6.11مدل سازی عددی رفتار پی های سطحی مستقر بر روی خاک مسلح انجام گردید و در انتها آرایش جدید به شکل استوانه های تو خالی برای تسلیح خاک به عنوان جایگزین مناسب برای روشهای موجود، ارائه گردید. در مقایسه نتایج آرایش های شکل استوانه ای با آرایش لایه های صفحه ای موازی، در آرایش های جدید استوانه ای پی از نشست کمتری نسبت به آرایش لایه های موازی، بر خوردار است. نتایج بهتر آرایش جدید نوید یک شکل تسلیح کارآمد را داده که این نتایج درپروژه و مقیاس های بزرگ می تواند با فاصله بیشتری نسبت به سایر مسلح کننده ها، رفتار خاک زیر پی را بهبود دهد. در مقایسه هر کدام از این سه آرایش جدید با یکدیگر آرایش شماره 3 که در آن 8 استوانه تو خالی در خاک زیر پی قرار گرفته اند، نتایج بهتری نسبت به دو آرایش دیگر نشان می دهد. در مقایسه بین دو آرایش 1 و 2 آرایش شماره 1 که در آن 4 استوانه توخالی در4 گوشه خاک زیر پی قرار داده شده است، پی دارای نشست کمتری بوده و در نتیجه این طرز قرار گیری، بهتر می باشد.

با توجه به اینکه در طبیعت و اغلب در کنار سواحل و بنادر خاکهای ماسه ای وجود دارد و از آنجا که برای بروز پدیده مخرب گسترش جانبی تنها به شیب ملایم در خاک ماسه ای اشباع نیاز است باید راهکارهای مقابله با این پدیده مخرب بررسی گردد. علی الخصوص که در مناطق ساحلیِ رودها و دریاهای کشور که برای گردشگری بسیار مناسب هستند احداث سازه هایی همچون پل های گذرگاهی و برج ها در بنادر و سواحل در آینده بیشتر خواهد شد. بنابراین لزوم تحقیقات در مورد رفتار خاکهای این مناطق برای مستحکم سازی پی سازه ها بسیار احساس می شود. یکی از پدیده هایی که به هنگام زلزله پیِ سازه های این مناطق را تهدید می کند گسترش جانبی ناشی از روانگرایی است از این رو در تحقیق حاضر به بررسی یکی از ابعاد مقابله با پدیده گسترش جانبی یعنی تأثیر تغییرات پارامترهای لرزه ای و ژئوتکنیکی بر نیروهای وارد بر پی های عمیق پرداخته شده است. در این پژوهش با استفاده از مدلسازی نرم افزاری تغییرات نیرو و جابه جایی جانبی در تک شمع به هنگام وقوع روانگرایی در خاک ماسه ای چندلایه با شیب ملایم بررسی شده است. نتایج تحقیق حاکی از آن است که جابه جایی های حداکثری مربوط به پایان بارگذاری است و این جابه جایی ها با افزایش دانسیته کاهش می یابد.گیرداری سر شمع باعث کاهش جابه جایی جانبی شمع و ایجاد لنگر خمشی در سر شمع خواهد شد. افزایش فرکانس تحریک ورودی باعث کاهش شدید در نیروها و تغییرشکلهای جانبی شمع خواهد شد. با توجه به تبدیل شدن خاک به یک سیال ویسکوز پس از روانگرایی و بواسطه وجود شیب، نیروهای کینماتیکی زیادی از طرف خاک به شمع وارد خواهد شد. بنابراین باید تمهیداتی از جمله اصلاح خاک اطراف شمع و یا ایجاد سازه های نگهبان در کنار فونداسیون اصلی برای کنترل نیروهای وارده از طرف خاک در نظر گرفته شود.

فرآیند نشست تحکیمی خاک های چسبنده رسی اشباع، در چند دهه اخیر، از مهم ترین دغدغه های مهندسین و طراحان، به خصوص در مواجهه با ساختگاه های چسبنده رسی اشباع، با ضخامت لایه زیاد، توام با ابنیه و سازه های مهم و حساس می باشد. در راستای رویارویی با فرآیند نشست تحکیمی اولیه و کاهش پیامدهای منفی و مخرب آن، روش ها، اقدامات و راهکارهای متعددی نظیر زهکش های افقی و عمودی ماسه ای، پیش بارگذاری و تراکم دینامیکی ابداع و ارائه شده است. اما روش های ارائه شده به گونه ای می باشند که می بایستی قبل از احداث پروژه، صورت پذیرند. حال اگر پس از احداث پروژه، روند فرآیند نشست تحکیمی اولیه، فراتر از پیش بینی های لحاظ شده در محاسبات و طراحی باشد، (مانند نشست سریع تر از پیش بینی سطح آب های زیرزمینی لحاظ شده در محاسبات و طراحی)، ضمن کاهش سربار، راهکاری مناسب ارائه نشده است. در این راستا تلاش می شود با مطالعه آزمایشگاهی رکن سوم فرآیند تحکیم(ساختار و ساختمان خاک رس) و با اعمال تغییراتی در ساختار خاک رس، باعث ایجاد تغییراتی در روند طبیعی فرآیند تحکیم گردیم. زیرا روش های موجود بدین صورت می باشند که کمک به خروج راحت تر آب اضافی نشست تحکیمی اولیه می نمایند، در صورتی که روش مورد تحقیق، به نحوی است که کمک به کاهش میزان آب اضافی خروجی، از میان لایه های رس می نماید. بدین منظور و برای دستیابی به نتایج آزمایشگاهی، تعداد سی و دو آزمایش نشست تحکیمی اولیه، به صورت مجزا و جداگانه، بر روی نمونه هایی مختلف صورت پذیرفت. به عبارتی هر یک از کانی های رسی(کائولینیت، ایلیت و مونت موریلونیت) با ساختار، ساختمان و سطوح مخصوص متفاوت و در نتیجه میزان بار-الکتریکی متفاوت، با افزودن درصد و نوع متفاوتی از یون های محلول و شناور در آب (یون-هایی(کاتیون هایی) مانند آلومینیوم، کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم)، اشباع نموده، سپس با انجام آزمایش تحکیم بر روی هر نمونه، مقادیر نشست تحکیمی اولیه را اندازه گیری نمودیم. به عبارتی در تحقیق حاضر، تغییرات روند فرآیند تحکیم، با افزودن انواع متفاوت کاتیون های محلول در آب اشباع، بر روی نمونه هایی استوانه ای، پر شده از کانی های رسی کائولینیت و مونت موریلونیت، به ارتفاع 20 و قطر75 میلی متر، در دستگاه ادئومتر استاندارد، بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزودن انواع متفاوت کاتیون های آب اشباع، تغییراتی محسوس در مقادیر نشست تحکیمی نمونه ها ایجاد می گردد، به طوری که مقادیر نشست کانی کائولینیت، کم تر از کانی مونت موریلونیت می باشد. و هم چنین نشان می دهد، استفاده از کاتیون های جذبی متفاوت آلومینیوم، منیزیم، کلسیم، سدیم و پتاسیم با غلظت های متفاوت، مقادیر نشست تحکیمی را متناسب با غلظت و نوع کاتیون، تغییر می دهد.

گسترش شهرها نیازمند اجرای پروژه های عمرانی است که به نحوی با مسائل گودبرداری مرتبط است. از سوی دیگر اجرای گودبرداری ها در مناطق شهری به خصوص انجام این گودبرداری ها در مجاورت سازه ها و ساختمان های مسکونی سبب نگرانی هایی در ارتباط با حرکات القا شده دیواره های گود و تاثیر آن بر سازه های مجاور شده است. از این رو پیش بینی جابجایی ها و رفتار دیوار گود منوط به شناسایی هر چه دقیق تر پارامترهای خاک است. با توجه به این که شناسایی این پارامترها به وسیله انجام آزمایش بر روی نمونه هایی در آزمایشگاه و یا آزمایش های صحرایی مشخص می شود و این نمونه ها معرف توده واقعی خاک نمی باشد، در نتیجه شناسایی این پارامترها همواره با خطا همراه است. لذا یک روش برای کاستن این عدم قطعیت ها استفاده از روش های آنالیز برگشتی در طی ساخت می باشد.استفاده از روش های آنالیز برگشتی امروزه کار را برای تحلیل بر روی ساختارهای زیرزمینی آسان کرده است. مهندسین از روش های مختلف آنالیز برگشتی در طراحی پارامترهای سیستم نگهداری ساختارهای زیرزمینی استفاده می کنند. استفاده از جابجایی ها در آنالیز برگشتی به این دلیل است که اندازه گیری جابجایی ‍ ها در کارگاه های عمرانی با توجه به پیشرفت در تولید وسایل بسیار حساس ابزار دقیق، کاری بسیار ساده و آسانی می باشد بنابرین این جابجایی ها می تواند به عنوان شاخصی در آنالیز برگشتی استفاده شوند. هر یک از روش های آنالیز برگشتی دارای یک تابع خطا یا تابع هدف می باشد که می توان از ابزارهای بهینه سازی برای تسریع در فرایند کمینه کردن تابع خطا استفاده کرد. در این پژوهش از روش آنالیز برگشتی مستقیم جابجایی های اندازه گیری شده بر روی دیواره گود، استفاده شده است و روش بهینه سازی تک متغیره از میان روش های بهینه سازی دقیق، مورد استفاده قرار گرفته است. مورد مطالعاتی در این پژوهش گودبرداری در زمینی واقع در استان خراسان رضوی، شهرستان مشهد می باشد. آنالیز برگشتی بر روی ضلع جنوبی دیواره گود انجام شده است. نرم افزار استفاده شده در این پژوهش plaxis 2d v8.5 است و مدل رفتاری، مدل موهرکلمب و حالت کرنش مسطح می باشد که پس از کنترل صحت و عملکرد نرم افزار و انجام آنالیز حساسیت چهار پارامتر زاویه اصطکاک، چسبندگی، مدول الاستیسیته و نسبت پوآسون با انجام آنالیز برگشتی بهینه شدند و مقادیر بهینه این چهار پارامتر به ترتیب برابر 15 درصد، 7 درصد، 3 درصد و 5 درصد افزایش نسبت به مقدار اولیه خود برای تمام لایه های خاک می باشد. مقدار ضریب اطمینان از 1/2969 برای مقادیر اولیه پارامترها یعنی قبل از انجام آنالیز برگشتی، به 1/5379 برای حالت بهینه شده پارامترها، افزایش یافته است. plaxis 2d v8.5

با توجه به روند رو به رشد جمعیت، بحث کاربری اراضی برای استفاده بهینه از زمین، بیش از هر زمانی مشهود می باشد. به همین جهت اجرای گودبرداری¬های عمیق در کلان¬شهرها در سالهای اخیر با گسترش فراوانی همراه بوده است. بمنظور حفاظت از جداره گودبرداری عمیق، روش¬های مختلفی با توجه به موقعیت پروژه پیشنهاد می شود که روش میخکوبی یکی از تکنیک¬های مناسب برای پایدارسازی شیب¬های خاکی و گودبرداری¬ها می¬باشد؛ دلایل اصلی استفاده از روش میخکوبی را می¬توان مزیت¬های مهمی نظیر ایمنی زیاد، سهولت اجرای آن و مقرون به صرفه بودن به لحاظ اقتصادی برشمرد که موجب شده است این روش در چهار دهه اخیر با استقبال خوبی مواجه شود. در این پایان نامه، از روش اجزای محدود بمنظور شبیه¬سازی عددی دیوار میخکوبی شده استفاده شده است. بمنظور شبیه-سازی سه¬بعدی دیوار میخکوبی از نرم افزار abaqus و جهت مدلسازی دیوار میخکوبی مرکب از نرم افزار plaxis بهره برده شده است. در این پژوهش به بررسی عوامل موثر در کاهش سختی پای دیوار میخکوبی پرداخته شده است که برای دستیابی به این منظور از پروژه محل دفن زباله محوطه دیویس دانشگاه کالیفرنیا و پروژه¬ای واقع در شهر مشهد که دارای مقادیر پایش مربوط به تغییرمکان جداره گود می¬باشند استفاده شده است. در این پژوهش، کنترل صحت مدلسازی عددی با درنظرگیری معیار موهر – کولمب برای شبیه¬سازی رفتار خاک به روش اجزای محدود انجام شده است. نتایج بررسی¬های عددی نشان داد که افزایش سطح تراز آب زیرزمینی موجب افزایش قابل توجه نشست ایجاد شده در بالای دیوار خواهد شد. گودبرداری اضافی موجب شد تغییر مکان افقی دیوار به میزان قابل توجهی افزایش یابد و علاوه بر این سبب کاهش پایداری کلی دیوار میخکوبی مرکب شود. در شرایط سازه نگهبان موجود، امکان 2 متر گودبرداری اضافی میسر گردیده درحالیکه تنها با تغییر طول میخ انتهایی از 8 به 15 متر، امکان 5/3 متر گودبرداری اضافی فراهم شده است. با بررسی زاویه بهینه میخ، بهترین حالت بمنظور عملکرد دیوار در حالت 20 درجه نسبت به افق کسب شده است.

دراین تحقیق با مطالعه پارامتریک به کمک روش اجزای محدود با فرض مدل هندسی دوبعدی کرنش مسطح و توسط نرم افزار plaxis 2d به بررسی ماکزیمم جابه جایی جانبی و ضریب اطمینان پایداری دیوار پس از عملیات گودبرداری درشرایط استاتیکی و نیز ماکزیمم جابه جایی جانبی و ضریب اطمینان پایداری دیوار در شرایط لرزه ای (پس از شبیه سازی زلزله)، جهت بهینه سازی زاویه میخ کوبی و نیز موقعیت قرارگیری مهار (در سیستم ترکیبی میخ کوبی و مهار) پرداخته می شود.

امروزه سازه های زیرزمینی نقش مهمی در توسعه کشورها ایفا می کنند. این سازه ها در بسیاری از فعالیتهای عمرانی نظیر توسعه راه و راه آهن، مترو، خطوط انتقال آب، گاز و فاضلاب، نیروگاههای زیرزمینی، دفن زباله های هسته ای، ذخیره مواد سوختنی، تأسیسات نظامی و... احداث می شوند. در این پایان نامه پارامترهای فنی تونل از قبیل قطر تونل، عمق از سطح زمین، فاصله از سازه های مجاور و... با استفاده از نرم افزار plaxis بررسی و تأثیرات آنها به صورت نمودار ارائه شده است. مطالعه موردی تحقیق برای تونل اصفهان انجام گرفته است

اولین مرحله ساخت یک سازه زیرزمینی، طراحی آن است. به طور کلی طراحی، یعنی پیش بینی کلیه مسائل و مشکلاتی که در جریان احداث یک سازه پیش خواهد آمد، و در نهایت ارائه راه حلی برای غلبه بر این مشکلات و تعیین برنامه ای که سازه مورد نظر با رعایت جنبه های اقتصادی و ایمنی بتواند اهداف کاربر را در مدت زمان مورد نظر تامین کند. با وقوع روانگرایی و زائل شدن مقاومت برشی خاک، نشست های بسیار بزرگی به پی سطحی ساختمان تحمیل می شود که می تواند منجر به آسیب دیدگی جدی سازه و عناصر غیر سازه ای بنایی نهایتا تخریب آن گردد. روش های عددی و روش های مبتنی بر مشاهدات و اندازه گیری با ابزار دقیق، دو راه عمومی برای پیش بینی نشست های سطحی ناشی از گودبرداری می باشند. اکثر فرمول ها و روابط کلی که برای تخمین نشست ارائه شده اساسا مبتنی بر تئوری و تجربه بوده و روش های عددی عمدتا در مطالعات موردی به کار رفته اند. برای بررسی میزان جابه جایی سطح زمین در اثر گود برداری پروژه برج دانشگاه مشهد از نرم افزار اجزای محدودplaxis استفاده می گردد. این برنامه از امکانات گرافیکی ساده ای استفاده می کند تا کاربر را قادر به ایجاد مدل ژئوتکنیکی و مش بندی المان محدود نماید.