رفتارشناسي ديوارهاي خاك مسلح تحت تراوش با استفاده از سانتريفيوژ

دكتري

هدف اين رساله بررسي عملكرد ديوارهاي خاك مسلح ژئوسينتتيكي با مصالح حاوي ريزدانه و با نماي پنل بتني تحت تراوش است. به تعداد 6 آزمايش سانتريفيوژي در شتاب g40 با استفاده از دستگاه سانتريفيوژ انستتيتو تكنولوژي بمبئي با طول بازوي m 5/4 انجام شد. ارتفاع ديوار درابعاد واقعي برابر با m 10 بود. مصالح حاوي ريزدانه شامل يك ماسه سيلتي با %20 ريزدانه بود. تأثير سختي مسلح كننده، زهكش دودكشي ماسه اي، تعداد لايه هاي ژئوكامپوزيت و تأثير زهكش دودكشي ژئوتكستايلي در اين تحقيق مورد مطالعه قرار گرفت. ارتفاع ديوار، نوع خاك، طول و فاصله داري قائم مسلح كننده ها و نوع نماي ديوار ثابت در نظر گرفته شد. در اين مطالعه لايه هاي ژئوكامپوزيت عملكرد دوگانه تسليح و زهكشي را داشتند. رفتار مدل هاي ديوار با استفاده از حس گرهاي نشست سنج و فشارسنج هاي آب حفره اي در طول آزمايش مورد تحليل و بررسي قرار گرفت. آناليز تصاوير نيز براي بدست آوردن ميدان جابجايي ها و كرنش ها استفاده شد. نتايج نشان داد كه ديوار خاك مسلح با لايه هاي ژئوگريد ضعيف و بدون هيچ گونه سيستم زهكشي بعد از اعمال تراوش دچار گسيختگي كلي شد كه به تشكيل فشار آب حفره اي مثبت در محدوده تسليح شده مربوط مي شد. اما در مقايسه با آن، ديوار خاك مسلح با لايه هاي ژئوگريد قوي و بدون سيستم زهكشي رفتار بسيار خوبي از خود نشان داد و بعد از اعمال تراوش تغييرشكل ها به طور قابل توجهي كنترل شدند. استفاده از زهكش ماسه اي دودكشي باعث شد تا فشار آب حفره اي نه تنها در پنجه ديوار بلكه در محدوده مياني ديوار نيز كاهش يابد و در نتيجه رفتار ديوار تحت نيروهاي تراوش بهبود پيدا كند. اما پديده افزايش گراديان هيدروليكي در محدوده پنجه ديوار مشاهده شد. استفاده از لايه هاي ژئوكامپوزيت در يك-سوم پاييني ارتفاع ديوار موجب بهتر شدن رفتار ديوار و جلوگيري از گسيختگي كلي شد. علاوه بر اين اضافه كردن لايه هاي ژئوكامپوزيت در يك-سوم پاييني و مياني ارتفاع ديوار نيز باعث عملكرد عالي ديوار شد به طوري كه فشار آب حفره اي نه تنها در پنجه ديوار بلكه در محدوده مياني ديوار نيز كاهش پيدا كرد. عملكرد ديوار خاك مسلح با لايه هاي ژئوكامپوزيت در يك-سوم پاييني و مياني ديوار در مقايسه با ديوار خاك مسلح با زهكش دودكشي ماسه اي بهتر بود. استفاده از زهكش دودكشي ژئوتكستايلي نتوانست رفتار ديوار را بهبود ببخشد و گسيختگي كلي در مدل اتفاق افتاد. براي بررسي بيشتر رفتار مدل هاي سانتريفيوژي و مطالعه پارامتري، تحليل پايداري در برابر گسيختگي كلي و تحليل تراوش با استفاده از نرم افزارهاي SLOPE/W و SEEP/W انجام شد. تطابق خوبي بين نتايج حاصل از مدلسازي عددي و مشاهدات آزمايش هاي سانتريفيوژي بدست آمد. تأثير تعداد لايه هاي ژئوكامپوزيت و نفوذپذيري آنها با استفاده از مطالعات پارامتري در نرم افزار SEEP/W مورد بررسي قرار گرفت. نتايج مدلسازي نشان داد كه تعداد لايه هاي ژئوكامپوزيت در مقايسه با ميزان نفوذپذيري آن ها تأثير بيشتري در بهبود عملكرد ديوار دارد. بر اساس تحليل ها و تفسيرهاي صورت گرفته بر روي مدل هاي سانتريفيوژي، نتيجه گيري مي شود كه مصالح خاكريز نامرغوب مي تواند در ساخت ديوارهاي خاك مسلح استفاده شود و بايد در چنين شرايطي از ژئوگريدهاي با سختي و مقاومت بالا يا سيستم زهكش دودكشي ماسه اي يا لايه هاي ژئوكاپوزيت و يا تلفيقي از آن ها استفاده نمود.

193663

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر بي وي اس ويژوانادهام

ژئوتكنيك

دكتر حميدرضا رازقي