مدلسازي فيزيكي بررسي تاثير پيكربندي مهار مارپيچ و سربار بر جابجايي ديوار

Physical modeling for evaluating the effect of helical anchor configuration and surcharge on wall displacement

مهارهاي مارپيچ با ويژگي هاي منحصربه فرد خود كاربردهاي فراواني در ساخت و ترميم پي ها و بهسازي خاك ها پيداكرده است. بااين حال تحقيقات محدودي بر روي استفاده از اين مهارها در پايدارسازي ديوارها و شيب ها و ساخت ديوارهاي حايل انجام شده است. در تحقيقات انجام شده رفتار ديوار مهار مارپيچ مورد ارزيابي قرار نگرفته است. براي اين منظور مطالعه اي آزمايشگاهي در رابطه با پايدارسازي ديوار با سه نوع مهار مارپيچ و دو نوع شيرواني در خاك ماسه اي طراحي شده است. هدف از آزمايش هاي انجام شده بررسي تاثير شكل مهار و شيب پشت بالاي ديوار بر جابجايي تاج ديوار بوده است. براي افزايش دقت اندازه گيري ها و تعيين كرنش هاي برشي از مقايسه تصاوير و روش سرعت سنجي تصويري ذرات(PIV) استفاده شده است. درنهايت براي بررسي پتانسيل اجرايي آن، به مقايسه نتايج بدست آمده با روش ميخكوبي متداول پرداخته شده است. با استفاده از مدل سازي هاي انجام شده مشخص شده است كه ميزان جابجايي تاج ديوار با افزايش قطر و تعداد صفحه هاي مارپيچ كاهش خواهد يافت. اين كاهش براي افزايش شعاع حدود 30 درصد و براي افزايش تعداد صفحه و قطر در حدود 60 درصد بوده است. در صورت نياز به كاهش چشمگير جابجايي پيشنهاد مي شود تعداد صفحه مهار افزايش يابد و قطر آن دچار تغيير نشود. از طرف ديگر مهارها براي فعال شدن نياز به ميزان كمي جابجايي دارند و اين مسيله با تغيير نوع مهار مارپيچ قابل برطرف كردن نيست. درنهايت مشخص شده است كه سطح لغزش ايجادشده در ديوار مهار مارپيچ با استفاده از سربار سبك، سهمي شكل است.

Helical anchors with unique characteristics have several applications in constructing and reforming the foundations, as well as soil improvement. However, a limited number of study has been done on the use of helical anchors in walls and slopes stability. In the performed studies, the behavior of the helical anchor’s wall was investigated. For this purpose, a laboratory study was designed to evaluate the wall stability with three types of helical anchors and two types of back-slopes in sandy soil. The aim of the study was to investigate the effect of anchor’s shape and the back slope above the wall on the wall crest displacement. To increase the accuracy of measurements and determine the shear strains, photogrammetry and particle image velocimetry (PIV) methods were employed. Finally, to evaluate its implementation potential, the results were compared with those of the nailing method. The results of modeling revealed that an increase in diameter and the number of the helices led to decreasing in wall crest displacement. The reduction percentages were 30% and 60% respectively for increased diameter and increased number of helices and diameter. If the significant reduction in displacement is required, it is suggested to increase the number of helices without any changes in their diameter. Besides, anchors need a small amount of displacement to be activated and this issue cannot be solved by changing the type of helical anchor. Finally, the results indicated that the slip surface created on the wall of helical anchor using light surcharge is parabolic in shape.