مطالعه اثر مقیاس بر ظرفیت باربری نهایی شیب های حاوی لایه ضعیف مایل تحت اثر پیهای نواری مستقر در بالای آنها

ظرفیت باربری نهایی پی های نواری واقع در بالای شیبها، به ویژه در توده های خاکی حاوی لایه ضعیف مایل، از مسائل مهم و پیچیده مهندسی ژئوتکنیک است. از آنجا که تمرکز اغلب روشهای تجربی و تحلیلی در دسترس به بررسی رفتار شیبهای همگن و یکنواخت عمدتا ماسهای و یا شیبهای حاوی خاکهای لایهای افقی با و یا بدون عناصر مسلح کننده معطوف گردیده است. در این پژوهش، اثر مقیاس و موقعیت و ضخامت لایه ضعیف مایل بر ظرفیت باربری این نوع شیب ها، با استفاده از مدل سازی فیزیکی و عددی بررسی شد. بدین منظور، ۲۱ آزمایش مدل کوچک مقیاس بر روی شیب هایی با زوایای ۳۰، ۴۵ و ۶۰ درجه انجام و سپس مدل های متناظر در مقیاس واقعی با نرم افزار FLAC۲D شبیه سازی و کالیبره شدند. متغیرهای اصلی شامل زاویه شیب، ضخامت لایه ضعیف و محل قرارگیری آن (در پیشانی یا داخل شیب) در نظر گرفته شدهاند. نتایج نشان داد که در مدل های کوچک مقیاس، مکش بافتی ناشی از غیراشباع بودن خاک موجب افزایش مقاومت برشی و درنتیجه افزایش ظرفیت باربری می شود، درحالی که این اثر در مقیاس واقعی به دلیل افزایش تنش های موثر به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که بی توجهی به اثر مقیاس و عدم کالیبراسیون پارامترهای ژئومکانیکی، می تواند به برآورد نادرست ظرفیت باربری منجر شود. علاوه بر این، ظرفیت باربری نهایی با کاهش زاویه شیب و افزایش فاصله لبه پی از تاج شیب افزایش یافته و در شرایط مشابه، شیب های دارای لایه ضعیف داخلی ظرفیت باربری بیشتری نسبت به شیب های دارای لایه ضعیف در پیشانی از خود نشان دادند. نتایج این پژوهش بر ضرورت لحاظ کردن اثر مقیاس و شرایط غیراشباع در تحلیل و طراحی پی های نواری احداث شده بر شیب های لایه ای تاکید دارد.

کلیدواژه ها:

اثر مقیاس ، ظرفیت باربری نهایی ، خاک لایهای شیبدار ، مدلسازی آزمایشگاهی ، مدلسازی عددی