تخمين تغييرمكان جانبي بيشينه ديوارهاي خاك مسلح پشت به پشت

Estimation of Maximum Lateral Displacement of the Back to Back Mechanically Stabilized Earth Walls

ديوارهاي خاك مسلح پشت به پشت، در محل هايي نظير خاكريز كوله پل ها و رمپ ها مورد استفاده قرار مي گيرند. هر چند استفاده از اين نوع ديوار خاك مسلح از اهميت بالايي برخوردار است ولي آيين نامه هاي طراحي بسيار محدودي در اين رابطه در دسترس است. طبق توصيه FHWA اگر فاصله دو انتهاي مسلح كننده ها به اندازه كافي به يكديگر نزديك باشد، عملكرد ديوار خاك مسلح به صورت پشت به پشت مي باشد و در غير اين صورت، طرفين ديوار خاك مسلح به صورت مستقل از يكديگر طراحي مي شوند. در تحقيق حاضر، با ثابت در نظر گرفتن عرض و ارتفاع كل ديوار و با تغيير طول ژئوگريدها، فاصله قائم آن ها از يكديگر و نيز زواياي اصطكاك داخلي خاك، 196 حالت مختلف مدلسازي با استفاده از نرم افزار FLAC 2D انجام گرفته است. بهمنظور بررسي نحوه تشكيل گوه گسيختگي در ديوار خاك مسلح عادي و ديوار خاك مسلح پشت به پشت، از تحليل تعادل حدي استفاده شده است. نتايج مدلسازي هاي انجام گرفته شامل بررسي فشار جانبي پشت ديوار، حداكثر نيروي بسيج شده در ژئوگريدها و تغييرمكان هاي افقي در حالات مختلف تحليل گرديد. بر اين مبنا، مشخص شد كه بيشترين تغييرمكان افقي ديوار به طور كلي در بازه اي بين 0/35 تا 0/57 ارتفاع كل ديوار شكل مي گيرد. با عنايت به حداكثر تغييرمكان هاي افقي به دست آمده از مدلسازي هاي انجام گرفته، توصيه آيين نامه براي تعيين مرز تشكيل ديوار پشت به پشت مناسب ارزيابي شد.با بررسي حداكثر تغييرمكان هاي افقي حاصل شده، تغيير در عملكرد ديوار مطالعه شد و با توسعه يك مدل غيرخطي با شكل كلي ضرب پارامترهاي توان دار، روابطي جهت تخمين حداكثر تغييرمكان افقي ديوار با توجه به پارامترهاي موثر در رفتار آن ارائه گرديد. ضرايب تعيين مربوط به نتايج اين تحليل آماري براي ديوارهاي عادي، پشت به پشت و مجموع هر دو حالت به ترتيب 0/953، 0/969 و 0/947 به دست آمد كه دقت مناسب اين روابط را جهت تخمين حداكثر تغييرمكان افقي و نيز نمايش روندهاي موجود تاييد مي كند.

Back to back mechanically stabilized earth walls (MSEWs) are the structures usually used in two sides of bridge abutments and ramps. Although this type of MSEW is commonly constructed، but limited number of design guidelines are available in this regard. According to the FHWA recommendations، if the ends of reinforcements at two sides are close enough to each other، the walls are considered as back to back for the design practice; otherwise، each wall is designed independently. In this study، considering a fixed width and height for the walls، variations of the length and vertical spacing of the geogrids، as well as friction angle of the soil، were evaluated through 196 different models built and analyzed using FLAC 2D. The critical slip surface was compared in normal and back to back conditions using limit equilibrium method. Results of modeling include lateral earth pressure behind the wall، maximum force mobilized in geogrids and lateral displacements of the wall for different cases of the study. Accordingly، it was found that maximum lateral displacement of the wall usually occurs in 0.35 to 0.57 of the wall height. Based on the maximum horizontal displacements، the recommended boundary for the two different mechanisms of MSEWs was approved. Using the maximum lateral displacements، the change in wall behavior was studied and a non-linear model with the form of power-law was developed to estimate maximum lateral displacement of the wall with respect to the governing parameters. Coefficients of determination of the analysis results for normal MSEW، back to back MSEW and both cases were calculated as 0.953، 0.969 and 0.947، respectively. This confirms the suitable accuracy of the proposed formulae to estimate maximum lateral displacements as well as the appropriate exhibition of the governing physical trends.