بررسي عددي سه‌بعدي رفتار سيستم ميخ‌گذاري خاك به روش تفاضل محدود

Three Dimensional Finite Difference (3D FD) Analysis of Soil Nailing Wall

سيستم ميخ گذاري خاك يكي از روش هاي تسليح خاك مي باشد كه امروزه به طور گسترده جهت پايدارسازي گودبرداري ها مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين ميان مدل سازي صحيح سيستم ميخ گذاري به واسطه روش هاي عددي يك شيوه مناسب جهت پيش بيني و كنترل تغيير شكل هاي خاك و نيروهاي توليد شده در ميخ ها مي باشد. در اين مقاله به بررسي رفتار سيستم ميخ گذاري تحت شرايط سرويس و گسيختگي به واسطه روش تفاضل محدود سه بعدي در دو نوع خاك دانه اي و چسبنده پرداخته شده و از المان هاي سازه اي كابل و پوسته به ترتيب جهت اندركنش صحيح ميخ با خاك و رويه با خاك استفاده شده است. بر اساس نتايج به دست آمده از مدل هاي ارائه شده، در شرايط سرويس طول نيل هاي رديف هاي بالايي كنترل ميزان نشست و تغيير شكل توليد شده در سطح ديوار را عهده دار مي باشند در حالي كه ميخ هاي پاييني نقش اصلي را در پايداري سيستم ميخ گذاري در شرايطي كه سيستم ميخ گذاري به سمت گسيختگي مي رود دارد. در ضمن شكل سطح لغزش توليد شده در خاك دانه اي دوخطي و در خاك چسبنده دايروي همراه با ترك كششي مي باشد. در نهايت نيز توصيه هايي در مورد نحوه انتخاب طول و قطر ميخ و شكل سطح لغزش ارائه گرديده است.

The technique of soil nailing as a method of soil reinforcement in situ has been increasingly used to stabilize open excavations. Analyzing of the soil nailed structure by numerical models is an appropriate method for predictions of the deformation behavior of a soil nailing wall and actual mobilized forces in the nail. In this paper, 3D FD analysis was used to investigate of soil nailing wall mechanism in cohesion and granular soils under service state and limit state. The behavior is investigated to study influence of: (1) shear strength of the soil, (2) distribution of nail lengths. The results can be useful for the design of soil nailed structures.