ارزیابی آزمایشگاهی عملکرد مهارهای تک و دو صفحه ای و مشاهده تاثیر فواصل بارگذاری در دیوار حائل

چکیده مقاله

• دیوارهای حائل کاربردهای فراوانی در فعالیت های ژئوتکنیکی دارند که مهار فشار جانبی خاک از اهم کاربرد آن ها است. روش های مختلفی برای مهار دیوارهای حائل وجود دارد که از جمله آن، مهارهای مکانیکی مدفون در خاک می باشد. مهارهای صفحه ای جزء مهارهای مکانیکی بدون دوغاب هستند که در زمینه مقابله با بالازدگی فونداسیون ها، تثبیت توربینهای باد، سکوهای شناور دریایی و مهار خطوط لوله مدفون و مستغرق و... کاربرد وسیعی دارند. در این مقاله به بررسی عملکرد دیوار حائل مهار شده با مهار تک صفحه و دو صفحه تحت بارگذاری کرنش ثابت که شامل میزان ظرفیت باربری دیوار، جابجایی افقی و تاثیر نسبت فاصله پاشنه بارگذاری به ارتفاع دیوار پرداخته شده است. تاثیر موارد مذکور بر روی شکل گوه گسیختگی با روش سرعت سنجی تصویری ذرات (PIV) مشاهده شده است. با در نظر گرفتن ضریب مقیاس ۱/۰ و اعمال بارگذاری استاتیکی در شرایط کرنش مسطح محفظه آزمایش با ابعادی به طول ۱۲۰ سانتی متر، عرض ۵۰ سانتی متر و ارتفاع ۸۰ سانتی متر مدلسازی و ساخته شده است. یک وجه محفظه برای مشاهده عملکرد دیواره در مقابل متغیرهای آزمایش از پلکسی گلس به ضخامت ۲ سانتی متر پوشانده شده است. محفظه با خاک ماسه ای بد دانه بندی شده (SP) منطقه صوفیان استان آذربایجان شرقی با وزن مخصوص ۶۷/۱۶ کیلونیوتن بر متر مکعب و زاویه اصطکاک داخلی ۲۸ درجه و با تراکم ثابت به صورت بارش خشک پر شده است. سیستم بارگذاری مکانیکی متشکل از جک بارگذاری کوپل شده با نمایشگر دیجیتال و لودسل با دقت ۱/۰ گرم بر روی خاک قرار داده شده است، که با چرخش شفت بارگذاری در هر مرحله میزان نیروی وارد شده  به پاشنه بارگذاری قابل اندازه گیری است و همچنین میزان باز شدگی جک توسط جابجایی سنج  با دقت ۱/۰ میلی متر اندازه گیری شده است. مرحله اول حالت بدون اعمال بار بوده و عکس اول از سطح خاک فاقد تغییر شکل گرفته شده است. این کار مجموعا در ۷ مرحله تا رسیدن به نشست ۳۵ میلیمتری پاشنه بارگذاری ادامه یافته و متعاقب آن عکسبرداری در پایان هر مرحله بارگذاری انجام شده است.  بر این اساس کمترین میزان جابجایی افقی و بیشترین ظرفیت باربری مربوط به مهار دو صفحه با سطح یکسان می باشد. افزایش نسبت فاصله پاشنه بارگذاری به ارتفاع دیوار، ظرفیت باربری بیشتر و جابجایی افقی کمتری را در دیواره نشان داده است. بر طبق تحلیل نتایج PIV ، کرنش ذرات خاک پشت دیوار حائل در سطح لغزش بحرانی، در مهار های دو صفحه کوچکتر از مهار تک صفحه بدست آمده است. با کاهش نسبت فاصله پاشنه بارگذاری (D) به ارتفاع دیوار (H) میزان کرنش ذرات خاک به طور چشمگیری افزایش یافته است (عملکرد دیوار حائل ضعیف تر شده است) و با افزایش نسبت فاصله پاشنه بارگذاری به ارتفاع دیوار، تاثیر صفحات مهاری در کنترل جابجایی افقی و افزایش قابلیت باربری افزایش یافته است (عملکرد دیوار حائل بهتر شده است). در همین راستا با کاهش نسبت فاصله پاشنه بارگذاری به ارتفاع دیوار رفتار مهار تک و دو صفحه به هم شبیه تر شده و میزان تاثیر گذاری آن ها بر عملکرد دیواره با تفاوت کمی در کرنش ذرات خاک مشاهده شده است.