بررسی عددی اثر یخ زدگی بر دیواره خاکی میخ کوبی شده

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی ژئوتکنیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی

2 دانشیار ژئوتکنیک، دانشگاه رازی

چکیده

استفاده از سیستم میخ-کوبی خاک در مناطق سردسیر به دلیل عدم انجام مطالعات کافی در مورد پاسخ دیواره خاکی میخ‌کوبی شده تحت شرایط یخ‌بندان، محدودتر از سایر مناطق دمایی می‌باشد. بنابراین در این پژوهش با استفاده از نرم‌افزار المان محدود آباکوس، یک مدل‌سازی عددی از دیواره خاکی میخ‌کوبی شده در منطقه برانزویک آمریکا انجام شد. پس از صحت سنجی مدل عددی براساس نتایج عملیات میدانی انجام شده بر روی همان دیواره خاکی، سه سیکل یخ‌زدن بر دیواره خاکی اعمال و مشخص شد که تحت اثر سیکل‌های دوم به بعد، تنش ایجاد شده در میخ‌ها نسبت به سیکل‌های قبلی کاهش می‌یابد. سپس سه سیکل یخ‌زدگی اما این‌بار براساس دمای فرضی بحرانی، بر مدل اعمال شد و با مقایسه بیشترین تنش ایجاد شده در میخ‌ها تحت اثر شرایط مذکور با آستانه گسیختگی فولاد، این نتیجه حاصل شد که دیواره خاکی میخ‌کوبی شده دچار گسیختگی نمی‌شود. در ادامه با اعمال تاثیر معیار قطع کشش بر رفتار بدنه خاکی مشخص شد که بدنه خاکی دچار افزایش جابجایی و همچنین کاهش تنش در میخ‌ها می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical study Of Freezing Effect On Soil Nail Wall

نویسندگان [English]

  • Mohammad Saeid Vilaei 1
  • Mohammad sharifipour 2
  • Amiar Hoshang Akhaveisy 2
1 M.Sc. of Geotechnical Engineering, Faculty of Engineering, Razi University
2 Associate professor in Geotechnical Engineering, Razi university
چکیده [English]

One of the methods of stabilizing soil slopes or excavated pits is soil nailing. The use of this method is common in different parts of the world and has a history of about four decades. However, the use of this method in cold regions is more limited than other regions with normal temperature conditions due to insufficient studies and lack of necessary information about the response of the soil nail wall under freezing conditions. Therefore, in this study, in order to help better understand the behavior of soil nail wall due to frost activity, using Abacus finite element software, a complete thermal-mechanical analysis coupling on a case soil nail wall in the Brunswick area Located in Maine, USA. In order to validate the numerical model, the results obtained from this simulation are matched with the results of field operations performed by Duchenne (2003) on the same soil nail wall. In the continuation, by applying successive freezing and thawing cycles on the mentioned soil wall, the amount of stress created in the nails strengthening the soil wall in different cycles were compared and the stability or instability of the soil wall was investigated. The results of the study of the amount of stress created in the nails due to the applying of three freezing cycles with normal temperature of the Brunswick region to the soil body show that with increasing the number of cycles, the stress created in the nails decreases in higher cycles than in lower cycles. Then, the effect of applying three freezing cycles based on a hypothetical critical temperature on the soil nail wall was investigated by comparing the highest stress created in the nails under the mentioned conditions with the rupture threshold Steel, it was concluded that the soil nail wall does not break. In the following, by examining the effect of tension cut-off on the behavior of the soil nail wall, it was found that the soil nail wall experiences an increase in displacement as well as an increase in the stress in the nails.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Freezing and thawing cycle"
  • "Abaqus"
  • "Soil nail wall"
  • "Finite element simulation"
  • "Field Operations"