زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بررسی عددی اثر وجود لایۀ سست خاک بر گودهای مهار شده با دیوارۀ سپرکوبی‌

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی قم، گروه مهندسی عمران
2 پژوهشگاه بین لمللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، پژوهشکده ژئوتکنیک
چکیده
سپری­های فولادی در پروژه­های مهندسی عمران به‌طور گسترده به‌عنوان سازه نگهبان استفاده می‌شوند. گاهی ممکن است لایۀ خاک سست یا نرم در عمق­های مختلف گود وجود داشته باشد. این مسئله موجب اثرات مختلف بر تغییر مکان سطح زمین، نیروها و لنگرهای وارد بر سپری­ها و مهارها در طی فرآیند گودبرداری نسبت به حالتی که خاک به‌طورکلی یک‌نواخت است، می­شود. این تفاوت­ها در روش­های معمول طراحی دیواره­های سپرکوبی شده به‌طور دقیق در نظر گرفته نمی­شود. در این مقاله یک گود عمیق با استفاده از روش اجزای محدود تحلیل می­شود. عمق گود به سه لایۀ مختلف تقسیم شده است. یکی از لایه­ها، خاک سست است که موقعیت آن در سه حالت لایۀ بالایی، میانی و پایین مدل می­شود. نتایج به‌دست آمده از این مدل­ها با مدلی که فاقد لایۀ سست است مقایسه می­شود. تحلیل شبه استاتیکی با اعمال شتاب افقی 3/0 g انجام شده است. نتایج حاصل نشان می­دهد که وقتی لایۀ سست زیر لایه­های سخت قرار می­گیرد، لنگر خمشی وارد بر سپرها و نیروهای برشی به‌ترتیب در حدود 50 تا 100 و 15 تا 50 درصد نسبت به حالتی که لایۀ سست وجود ندارد افزایش می­یابند. هم‌چنین در حالت وجود لایۀ میانی سست موقعیت حداکثر تغییر شکل جانبی دیوارۀ سپرکوبی شده نسبت به سایر مدل­ها متفاوت است.
کلیدواژه‌ها

1. Ahmadpour B., Amel Sakhi M., Kamalian M., "Study of the Effects of Loose Clay Layer Existence on Sheet Piling Excavation Method", 2nd Iranian Conf. on Soil Mech. and Found. Eng., Qom, Iran, (October 2015) 14-15.## 2. Ahmadpour B., Amel Sakhi, M., "Static and pseudo static study of loose clay layer effects on steel sheet pile walls behaviours", Bulletin of Earthquack Sci. and Engrg., 3(2), 87-100 (2016). (in Persian). ## 3. Athanasopoulos G., Vlachakis V., Pelekis P., "Installation and Performance of a Steel Sheet Pile Wall for Supporting an Excavation in Urban Environment", Geo-Frontiers (2011) 3370-3380. ## 4. Bilgin Ö., "Lateral Earth Pressure Coefficients for Anchored Sheet Pile Walls", International Journal of Geomechanics. 12(5) (2012) 584-595. ## 5. Bilgin Ö., Erten M., "Anchored Sheet Pile Walls Constructed on Sloping Ground", Contemporary Topics in Ground Modification Problem Soils and Geo-Support (2009) 145-152. ## 6. Das B. M., Sobhan Kh., "Principles of Geotechnical Engineering", Eighth Edition, CENGAGE Learning, Stamford, USA, (2013). ## 7. Finno R. J., Calvello M., "Supported Excavations: The Observational Method and Inverse Modeling", Journal of Geotech. and Geoenvir. Eng. 131(7) (2005) 826-836. ## 8. Gopal Madabhushi S., Chandrasekaran V., "Rotation of Cantilever Sheet Pile Walls", Journal of Geotech. and Geoenvir. Eng. 131(2) (2005) 202-212. ## 9. GuhaRay A., Baidya D., "Reliability-based analysis of cantilever sheet pile walls backfilled with different soil types using the finite-element approach", Int. J. Geomech., 15 (6) (2015). ## 10. Gurinsky M., "Long-Term Strength of Sheet Pile Bulkheads with Ground Anchors", Ports '01(2001) 1-8. ## 11. Hu Y., Liu G., Zhao Y., "Calculation Method of Deformation and Inner Force of a Sheet Pile Wall with Relieving Platform", ICTE 2013 (2013) 168-174. ## 12. Laefer D. F., Ceribasi S., Long J. H., Cording E. J., "Predicting RC frame response to excavation-induced settlement", Journal of Geotech. and Geoenvir. Eng. 135(11) (2009)1605-1619. ## 13. Lee S. H., Kim B. I., Han J. T., "Prediction of Penetration Rate of Sheet Pile Installed in Sand by Vibratory Pile Driver", KSCE Journal of Civil Eng. 16(3) (2012) 316-324. ## 14. Leonidou E. A., Athanasopoulos G. A., Pelekis P. C., "Deep supported excavation for the underground parking of the Hellenic Parliament: measured vs. predicted behaviour", Proceedings of the 15th Int. Conf. on Soil Mech. and Geotech. Eng. Instanblul, Turkey, Vol.2 (August 2001) 1493-1496. ## 15. Long M., "Database for retaining wall and ground movements due to deep excavations", Journal of Geotech and Geoenvir. Eng. 127 (3) (2001) 203-224. ## 16. Ma J., Berggren B., Stille H., Hintze S., "Deformation of Anchor-Sheet Pile Wall Retaining System at Deep Excavations in Soft Soils Overlying Bedrock", Deep and Underground Excavations (2010) 126-131. ## 17. Mana A. I., Clough G. W., "Prediction of movements for braced cuts in clay", J. Geotech. Engrg. Div., Vol. 107 (6) (1981) 759-777. ## 18. Moorman C., "Analysis of wall and ground movements due to deep excavations in soft soil based on a new worldwide database", Journal of Soils and Found. 44 (1) (2004) 87-98. ## 19. Ou C. Y., "Deep excavation, theory and practice", Taylor & Francis, London (2006). ## 20. Peck R. B. "Deep excavations and tunnelling in soft ground". Proc., 7th Int. Conf. on Soil Mech. and Found. Eng., State of the Art Volume, (1969) 225-290. ## 21. Ramsden M., Griffiths T., "Steel Sheet Pile Wall Wale Rehabilitation", Ports (2010)193-202. ## 22. Sahajda K., "Ground Anchor Loads Measured on an Excavation Sheet Pile Wall", Tunnelling and Underground Construction: (2014) 974-983. ## 23. Sellmeijer J., Cools J., Decker J., Post W., "Hydraulic Resistance of Steel Sheet Pile Joints", Journal of Geotech. Eng. 121 (2) (1995)105-110. ## 24. Shao Y., Macari E. J., "Information Feedback Analysis in Deep Excavations", International Journal of Geomechanics. 8 (1) (2008) 91-103. ## 25. Son M., Cording E. J., "Estimation of building damage due to excavation induced ground movements". Journal of Geotech. And Geoenvir. Eng. 131(2) (2005) 162-177. ## 26. Terzaghi K., Peck R. B., "Soil Mechanics in Engineering Practice", 3rd ed., John Wiley & Sons, Inc., New York, NY (1996). ## 27. USACE "Design of Pile Foundations", US Army Corps of Engineers Engineering Manual EM 1110-2-2906 (1991). ## 28. Underwood C., Greenlee R., "Steel Sheet Pile Used as Permanent Foundation and Retention Systems-Design and Construction", Earth Retention Conf 3(2010) 129-136. ## 29. Wong I. H., Poh T. Y., Chuah H. L. "Performance of Excavations for Depressed Expressway in Singapore", Journal of Geotech. And Geoenvir. Eng. 123(7) (1997) 617-625. ## 30. Yoo C. S. "Behavior of braced and anchored walls in soils overlying rock", Journal of Geotech. and Geoenvir. Eng. 127(3) (2001) 225-233. ## 31. Zekkos D. P., Athanasopoulos A. G., Athanasopoulos G. A. "Deep supported excavation in difficult ground conditions for the construction of a two-story underground parking garage in the city of Patras, Greece", Proceedings of Fifth Int. Conf on Case Histories in Geotech. Eng. New York, N.Y. (April, 2004). ## 32. Zdravkovic L., Potts D. M., St John H. D., "Modelling of a 3D excavation in finite element analysis", Geotechnique, 55 (7) (2005) 497-513. ##