زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

ارزیابی آزمایشگاهی عملکرد دیوارهای‌ حائل تثبیت یافته با مسلح‌کننده‌های مکانیکی مهار صفحه‌ای

نویسندگان
1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، دانشکدۀ فنی و مهندسی
2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، گروه مهندسی عمران
چکیده
مهارهای صفحه‌ای یکی از انواع مسلح‌کننده‌های مکانیکی هستند که کاربردهای گسترده‌ای در فعالیت‌های ژئوتکنیکی ساحلی و فراساحلی مانند ساخت دیوارهای حائل مکانیکی، مقابله با بالازدگی فونداسیون‌ها، تثبیت توربین‌های باد و سکوهای شناور دریایی در برابر تلاطم آب دریا، و مهار خطوط لوله مدفون و مستغرق دارند. در این مقاله نتایج مدل‌سازی‌ آزمایشگاهی دیوارهای حائل مهار صفحه‌ای با هدف بررسی عملکرد آن‌ها ارائه شده است. موارد بررسی شده بر قابلیت باربری پاشنه بارگذاری و تغییرمکان‌های افقی دیواره شامل ارزیابی تأثیر شکل مربعی و دایره‌ای صفحات مهاری، ابعاد آن‌ها در دو اندازۀ مختلف، تحت سه چیدمان لوزی، مربعی و 5 مهاره بوده است. به‌منظور مشاهده سطح لغزش بحرانی و میزان تأثیر موارد مذکور روی گوه گسیختگی از روش سرعت‌سنجی تصویری ذات (PIV) استفاده شده است. بر این اساس، بیش‌ترین قابلیت باربری دیواره و کم‌ترین جابه‌جایی افقی آن به‌ترتیب مربوط به چیدمان 5 مهاره، لوزی و مربعی بوده است. چیدمان لوزی با وجود یک مسلح‌کننده کم‌تر اختلاف نسبتاً کمی با نتایج چیدمان 5 مهاره داشته است. شکل دایره‌ای صفحات پایداری بیش‌تری را در دیواره فراهم آورده‌اند. بر طبق نتایج تحلیل PIV، کرنش ذرات در سطح لغزش بحرانی، در چیدمان‌های 5 مهاره و لوزی کوچک‌تر از چیدمان مربعی و در صفحات دایره‌ای کوچک‌تر از صفحات مربعی به‌دست آمده است. چیدمان مسلح‌کننده‌ها و ابعاد صفحات تأثیر چشم‌گیری بر عمق گوه گسیختگی در خاکریز دیواره داشته‌اند.


کلیدواژه‌ها

1. Hua Z. K., Shen C. K., "Lateral earth pressure on retaining structure with anchor plates", Journal of geotechnical engineering, 113(3) (1987) 189-201. ## 2. Das B. M., Shukla S. K. "Earth anchors", J. Ross Publishing (2013). 3. Randolph M., Gourvenec S., "Offshore geotechnical engineering", CRC Press (2011). ## 4. Copstead R. L., Studier D. D., "An earth anchor system: installation and design guide" (1990). ## 5. Randolph M. F., Gaudin C., Gourvenec S. M., White D. J., Boylan N., Cassidy M. J., "Recent advances in offshore geotechnics for deep water oil and gas developments", Ocean Engineering, 38 (7) (2011) 818-834. ## 6. Gaudin C., O’Loughlin C. D., Randolph M. F., Cassidy M. J., Wang D., Tian Y., Merifield R. S., "Advances in offshore and onshore anchoring solutions", Australian Geomechanics, 49 (4) (2014) 59-72. ## 7. Shelton J. T., "OMNI-Maxtrade anchor development and technology", In OCEANS (2007) 1-10. IEEE. ## 8. O'Loughlin C. D., White D. J., Stanier S. A., "Novel Anchoring Solutions for FLNG-Opportunities Driven by Scale", In Offshore Technology Conference. Offshore Technology Conference (2015). ## 9. An introduction to Manta ray and Stingray earth anchors (2014). Retrieved from www.earthanchor.com. ## 10. Das B. M., Seeley G. R., "Breakout resistance of shallow horizontal anchors", Journal of the Geotechnical Engineering Division, 101 (9) (1975) 999-1003. ## 11. Murray E. J., Geddes J. D., "Uplift of anchor plates in sand", Journal of Geotechnical Engineering, 113 (3) (1987) 202-215. ## 12. Ilamparuthi K., Dickin E. A., Muthukrisnaiah K., "Experimental investigation of the uplift behaviour of circular plate anchors embedded in sand", Canadian Geotechnical Journal, 39 (3) (2002). 648-664. ## 13. Singh S. P., Ramaswamy S. V., "Effect of shape on holding capacity of plate anchors buried in soft soil", Geomechanics and Geoengineering: An International Journal, 3 (2) (2008) 145-154. ## 14. Song Z., Hu Y., O’Loughlin C., Randolph M. F., "Loss in anchor embedment during plate anchor keying in clay", Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, 135 (10) (2009) 1475-1485. ## 15. Consoli N. C., Thomé A., Girardello V., Ruver C. A., "Uplift behavior of plates embedded in fiber-reinforced cement stabilized backfill", Geotextiles and Geomembranes 35, (2012) 107-111. ## 16. Liu J., Liu M., Zhu Z., "Sand deformation around an uplift plate anchor", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 138 (6) (2011) 728-737. ## 17. Han C., Wang D., Gaudin C., O'Loughlin C. D., Cassidy M. J., "Behaviour of vertically loaded plate anchors under sustained uplift", Géotechnique, 66 (8) (2016) 681-693. ## 18. Gaudin C., O'loughlin C. D., Randolph M. F., Lowmass A. C., "Influence of the installation process on the performance of suction embedded plate anchors", Géotechnique, 56 (6) (2006) 381-391. ## 19. Gaudin C., Simkin M., White D. J., O’Loughlin C. D., "Experimental investigation into the influence of a keying flap on the keying behaviour of plate anchors", In The Twentieth International Offshore and Polar Engineering Conference. International Society of Offshore and Polar Engineers (2010). ## 20. Gaudin C., Tian Y., Cassidy M. J., Randolph M. F., O’Loughlin C. D., "Design and performance of suction embedded plate anchors", In Proceedings of 3rd International Symposium on Frontiers in Offshore Geotechnics. Oslo: CRC Press (2015) 863-868. ## 21. Cassidy M. J., Gaudin C., Randolph M. F., Wong P. C., Wang D., Tian, Y., "A plasticity model to assess the keying of plate anchors", Géotechnique, 62 (9) (2012) 825. ## 22. Hossain M. S., Kim Y., Wang D., "Physical and numerical modelling of installation and pull-out of dynamically penetrating anchors in clay and silt", In ASME 2013 32nd International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (pp. V006T10A019-V006T10A019). American Society of Mechanical Engineers (2013). ## 23. O’Loughlin C. D., Blake A. P., Richardson M. D., Randolph M. F., Gaudin C., "Installation and capacity of dynamically embedded plate anchors as assessed through centrifuge tests", Ocean Engineering, 88, (2014) 204-213. ## 24. Blake A. P., O’Loughlin C. D., Gaudin C., "Capacity of dynamically embedded plate anchors as assessed through field tests", Canadian Geotechnical Journal, 52 (1) (2014) 87-95. ## 25. Wang D., O’Loughlin C. D., "Numerical study of pull-out capacities of dynamically embedded plate anchors", Canadian Geotechnical Journal, 51 (11) (2014) 1263-1272. ## 26. Blake A. P., O’Loughlin C. D., "Installation of dynamically embedded plate anchors as assessed through field tests", Canadian Geotechnical Journal, 52(9) (2015) 1270-1282. ## 27. O’Loughlin C. D., Blake A. P., Gaudin C., "Towards a simple design procedure for dynamically embedded plate anchors", Géotechnique, 66 (9) (2016) 741-753. ## 28. Adrian R. J., "Twenty years of particle image velocimetry", Experiments in fluids, 39 (2) (2005) 159-169. ## 29. Keane R. D., Adrian R. J., "Theory of cross-correlation analysis of PIV images", Applied scientific research, 49 (3) (1992) 191-215. ## 30. White D. J., Take W. A., Bolton M. D., "Measuring soil deformation in geotechnical models using digital images and PIV analysis", In 10th International Conference on Computer Methods and Advances in Geomechanics, No. 1, (2001) 997-1002. ## 31. White D. J., Take W. A., Bolton M. D., "Soil deformation measurement using particle image velocimetry (PIV) and photogrammetry", Geotechnique, 53 (7) (2003) 619-632. ## 32. White D., RandolphM., Thompson B., "An image-based deformation measurement system for the geotechnical centrifuge", International Journal of Physical Modelling in Geotechnics, 5 (3) (2005) 01-12. ## 33. Ahmadi H., Hajialilue-Bonab M., "Experimental and analytical investigations on bearing capacity of strip footing in reinforced sand backfills and flexible retaining wall", Acta Geotechnica, 7 (4) (2012) 357-373. ## 34. Sabatini P. J., Pass D. G., Bachus R. C., Geotechnical engineering circular no. 4: ground anchors and anchored systems (No. FHWA-IF-99-015). ## 35. Lazarte C. A., Robinson H., Gómez J. E., Baxter A., Cadden A., Berg R., "Soil Nail Walls Reference Manual" (No. FHWA-NHI-14-007) (2015). ## 36. Perko H. A., "Helical piles: a practical guide to design and installation", John Wiley & Sons (2009). ## 37. Wood D. M., "Geotechnical modeling" (Vol. 1). CRC Press (2003). ## 38. Tognon AR, Rowe RK and Brachman RW, "Evaluation of side wall friction for a buried pipe testing facility", Geotextiles and Geomembranes 17 (1999) 193-212. ##