Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Hashemalhosseini
حمید هاشم الحسینی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Ziaee banavi
محمد ضیائی بانوی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Defining the distribution of lateral earth pressure, the design pressure diagrams, and optimum soil nail’s arrangement for soil nail walls
One of the most important issues in urban and suburban civil engineering projects is the problem of stabilizing vertical and inclined soil slopes. Nowadays, soil nailing technique is considered as a very popular method for increasing stability of soil masses because of the main reasons such as ease of construction, economic efficiency, and fast installation in very civil engineering projects. The proper design of these structures requires an estimation of lateral earth pressure, which is a function of several factors, such as (a) the type and amount of wall movement, (b) the shear strength parameters of the soil, (c) the depth of excavation and (d) the unit weight of the soil, etc. In this dissertation with use of the finite difference software, FLAC3D6.0 and applying 3-D numerical method, a study has been conducted on soil nail walls in the following fields: · Defining design pressure diagrams for soil nail walls in sandy soils. In this section two categories of design diagrams based on lateral earth pressure for designing structural elements of soil nail walls, has been created and introduced. · Defining a distribution of earth pressure acting on soil nail walls. · Evaluation of the design procedure proposed by the reference manual of Federal Highway Administration of America (FHWA). · Defining an optimum arrangement for soil nails for cases when after the construction of a soil nail wall has been completed, inevitably the excavation need to be continued. In this study, soil nail walls are stabilized using one or two long strengthening nail(s) and the optimum location of them is defined, considering which arrangement gives the highest factor of safety. · Defining an optimum arrangement for soil nails, considering which arrangement gives the highest factor of safety using one or two long strengthening nail(s) under pseudo-static loading. In this study various accelerations applied on six different walls modeled using FLAC3D6.0. In most cases the proposed diagrams were more compatible with the results obtained from modeling using FLAC3D6.0 than other methods. The highest maximum forces of nails belong to the 2 nd and 3 rd rows of nail from the bottom of the wall and the least value always belongs to the lowest row of nail. The lateral earth pressure acting on shotcrete in upper two third of wall’s height estimates the overall force of head nails in this area, 10 times more precise than FHWA’ reference manual. Also the other remarkable results showed that installing the long strengthening nails in lower region of wall (almost 0.8 wall’s height) under pseudo-static loading and in the middle area of wall’s height in two-phase excavation, can yields the most values of factor of safety. Key Words: Lateral earth pressure diagram, distribution of lateral earth pressure, Pseudo-static loading, Finite diference method, Optimum arrangement of soil nails
یکی از مهمترین مسائل در پروژه های عمرانی درون شهری و برون شهری، مسأله پایدارسازی جداره های قائم و شیبدار خاکی می باشد. امروزه روش میخ کوبی به دلایل عمده ای مانند سهولت ساخت، صرفه اقتصادی و سرعت بالای اجرا در بسیاری از پروژه های عمرانی در سرتاسر دنیا به صورت گسترده به عنوان راه حل مناسبی جهت افزایش پایداری توده های خاکی مورد توجه زیاد قرار گرفته است. طراحی صحیح این سازه ها نیازمند تخمین مناسبی از فشار جانبی خاک که تابعی از عوامل گوناگون مانند نوع و میزان حرکت دیوار، پارامترهای مقاومتی خاک، عمق حفاری، وزن مخصوص خاک و غیره می باشد، است. در این پایان نامه با استفاده از روش عددی سه بعدی و به کار گیری نرم افزار تفاضل محدود FLAC3D6.0 در زمینه های زیر بر روی این دیوار ها مطالعه صورت گرفته است: ü تعیین دیاگرام های فشار طراحی برای دیوار میخ کوبی شده در خاک های ماسه ای. در این مطالعه دو دسته دیاگرام طراحی بر اساس فشار جانبی زمین برای طراحی اجزاء سازه ای دیوار میخ کوبی شده ساخته و معرفی می شوند. ü تعیین توزیع فشار جانبی وارد بر دیوارهای میخ کوبی شده از طرف زمین. ü ارزیابی روند طراحی ارائه شده توسط راهنمای طراحی و ساخت دیوار میخ کوبی شده اداره بزرگراه های آمریکا (FHWA). ü تعیین آرایش بهینه میخ های خاکی در حالتی که بعد از ساخته شدن کامل دیوار در یک گود برداری، پس از مدتی عمق گود به ناچار افزایش پیدا می کند. در این تحقیق با استفاده از یک یا دو ردیف میخ تقویتی بلند اقدام به پایدار سازی دیوار کرده و محل بهینه نصب این میخ ها از لحاظ تولید بیشترین ضریب اطمینان تعیین می شود. ü تعیین آرایش بهینه میخ های خاکی برای رسیدن به بیشترین ضریب اطمینان تحت بارگذاری شبه استاتیکی. در این مطالعه، شتاب های گوناگونی به 6 دیوار مختلف مدل سازی شده با نر م افزار FLAC3D6.0 اعمال شده است و برای تقویت دیوار و رسیدن به بیشترین ضریب اطمینان از یک یا دو ردیف میخ بلند در هر دیوار استفاده شده و در نهایت محل نصب بهینه آنها از لحاظ بیشترین پایداری تعیین می شود. با مقایسه دیاگرام های فشار جانبی خاک با نتایج به دست آمده از مدل سازی با نر م افزار FLAC3D6.0 مشخص شد که دیاگرام های پیشنهادی نزدیکی و انطباق بهتری نسبت به سایر روشها به نتایج FLAC3D6.0 در بیشتر حالت ها داشتند. بیشترین نیروی حداکثر میخ ها در اکثر حالت ها متعلق به ردیف های دوم و سوم از پایین دیوار و کمترین نیروی تولید شده در میخ ها همیشه متعلق به میخ ردیف آخر است. همچنین مشخص شد که راهنمای FHWA نیروی طراحی میخ های ناحیه پایین دیوار را بسیار کم تخمین می زند. فشار جانبی وارد بر شاتکریت در ناحیه دو سوم بالای دیوار با دقت تقریبا 10 برابر بیشتر از راهنمای FHWA نیروی سر میخ ها را تخمین می زند. از نتایج قابل توجه دیگر به دست آمده این است که نصب میخ بلند تقویتی در ناحیه پایین دیوار (نزدیک به عمق 8/0 ارتفاع دیوار) تحت بارگذاری شبه استاتیکی و در ناحیه وسط دیوار در حفاری دو مرحله ای می تواند بیشترین ضریب اطمینان را تولید کند. کلمات کلیدی : دیاگرام فشار طراحی، توزیع فشار جانبی زمین، بارگذاری شبه استاتیکی، روش تفاضل محدود، آرایش

ارتقاء امنیت وب با وف بومی