طراحي بهينه ديوار هاي خاكي ميخ‌كوبي شده بر مبناي تغيير مكان تحت بار هاي لرزه اي

Optimum design of soil nailed walls based on deformation criterion under seismic loads

ميخ‌كوبي خاك از روش هاي رايج براي پايدارسازي گود برداري ها به‌صورت موقت و دايم است كه در صورت استفاده از آن به‌صورت سازه دايم، بررسي لرزه اي اين سازه ها اهميت دارد. براي بررسي رفتار ديوار هاي خاكي ميخ‌كوبي شده تحت بار زلزله چند مدل‌سازي فيزيكي انجام شده و اطلاعات محدودي موجود است. براي بررسي اثرات انواع پارامتر‌ها بر پايداري و عملكرد ديوارهاي خاكي ميخ‌كوبي شده مي‌توان از مدل سازي عددي استفاده كرد كه در پژوهش حاضر از اين روش استفاده شده است. در اين تحقيق، به بررسي تاثير پارامتر هاي مختلفي از جمله فاصله، چيدمان و طول ميخ ها و ارتفاع ديوار بر تغيير مكان لرزه‌اي ديوار هاي خاكي ميخ‌كوبي شده تحت شتاب نگاشت‌هاي مختلف زلزله پرداخته شده است. براي بررسي اثر چيدمان و طول ميخ ها در عملكرد اين سازه ها، دو چيدمان يك‌نواخت و متغير در ارتفاع استفاده شده است. براي بررسي تاثير فاصله ميخ ها و ارتفاع ديوار، فواصل 2 و 5/1 متر، و ارتفاع‌ 14، 20 و 26 متر در نظر گرفته شده است. تحليل‌هاي لرزه اي با استفاده از نرم افزار المان محدود دوبعدي Plaxis صورت گرفته است. براي محاسبه طول ميخ ها، ضريب اطمينان پايداري مدل‌هاي مختلف ثابت در نظر گرفته شده و از نرم افزار تعادل حدي GeoSlope بهره برده شده است. پس از تعيين طول ميخ‌ها بر اساس ضريب اطمينان پايداري ثابت، تغيير شكل مدل‌ها تحت شتاب نگاشت‌هاي مختلف محاسبه شده و توصيه‌هايي در زمينه كاهش تغيير مكان لرزه‌اي ديوارهاي ميخ‌كوبي شده ارايه شده است.

Soil nailing is a prevalent method for temporary or permanent stabilization of excavations which, if it is used for permanent purposes, the seismic study of these structures is important. There are a few physical models, with limited information available, for the study of behavior of soil nailed walls under earthquake loading. Numerical methods may be used for the study of effects of various parameters on the performance of soil nailed walls, and this technique has been used in the current paper. In this research, the effects of various parameters such as the spacing, configuration, and lengths of nails, and the height of wall on seismic displacement of soil nailed walls under the various earthquake excitations were studied. To investigate the effects of the configuration and the lengths of nails on the performance of these structures, two configurations of uniform and variable lengths of nails have been used. To study the effects of the spacing between nails and the height of the wall the spacings of 2 and 1.5 meters and the heights of 14, 20, and 26 meters have been considered. The seismic analysis has been carried out using the finite element software Plaxis 2D. To analyze the lengthsʹ of nails, it was assumed that the safety factors of stability of different models are constant, and the limit equilibrium software GeoSlope was used. After specification of the lengths of nails based on constant safety factor of stability, the deformations of the models under several earthquakes records were analyzed, and recommendations were made on minimizing the deformations of soil nailed walls under seismic loading.