بررسی ضرایب اطمینان در شیروانی های پایدارسازی شده با شمع به کمک تحلیل عددی المان محدود

به جرات میتوان گفت از جمله حساس ترین و مهمترین مسایل در پروژه های عمرانی مانند محل احداث ساختمان های بزرگ، سدها، انتخاب مسیر احداث بزرگراهها و تونلهای عبور و مرور در گرو مطالعه پایه ای شیب های طبیعی منطقه است. عوامل متعددی مانند وضعیت زمین شناسی، توپوگرافی و مرفولوژی، آب و هوا،وضعیت هیدروگرافی و هیدروژیولوژی میتوانند موجب ایجاد لغزش در شیب ها شوند. استفاده از شمع ها نیز به عنوان تکنیک پایدارسازی شیب های خاکی به عنوان راه حلی مناسب در دهه های اخیر به اثبات رسیده است. در این مطالعه تاثیر عواملی همانند چسبندگی خاک، زاویه شیب، تعداد شمعها و محل استقرار آنها بر روی پایداری کلی شیب با استفاده از روش المان محدود در نرم افزار دو بعدی PLAXIS مقدار ضریب اطمینان مورد بررسی قرار میگیرد. مدل رفتاری در نظر گرفته شده برای خاک، مدل مور-کولمب می باشد و شمع مورد استفاده در این تحقیق بتنی و دارای قطر 0/5 متر می باشد. خاک مورد استفاده در این مطالعه رسی بوده و شیروانی دارای زوایای 30و45و60 درجه نسبت به افق در نظر گرفته شده است. مقدار Cu لحاظ شده در این مطالعه 20و25و30و35 کیلوپاسکال می باشد. تعداد شمع ها نیز از 1تا5 تغییر می کند که در موقعیت های مختلفی در طول شیب قرار می گیرند. نتایج بدست آمده نشان دادند که شیب بدون شمع، با افزایش چسبندگی خاک، ضریب اطمینان به ازای تمامی حالات افزایش می یابد که این افزایش برای زاویه 30 درجه بیشتر از زوایه ی 45 و برای زاویه ی 45 درجه بیشتر از 60 درجه می باشد. در آرایش تک شمع با قرارگیری شمع در تاج خاکریز، بیشترین ضریب اطمینان در این حالت بدست آمد و کمترین مقدار ضریب اطمینان برای تمامی زوایا و چسبندگی ها در حالت قرارگیری شمع در پنجه نتیجه شد. همچنین افزایش تعداد شمعها، افزایش در ضریب اطمینان را تا بی نهایت به همراه ندارد. بلکه با جانمایی یک شمع در تاج خاکریز میتوان ضریب اطمینان شیروانی را به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش داد. پس از آن با افزودن شمع های بعدی ضریب اطمینان به روند افزایشی خود ادامه میدهد اما این افزایش در قیاس با جاگذاری تک شمع واقع در تاج ناچیز میباشد.

کلیدواژه ها:

پایداری شیروانی ، تحلیل ، شمع ، تحلیل عددی ، المان محدودPLAXIS