برآورد نیروی جانبی وارده بر دیوارهای حائل مجاور با خاکریزهای لایه ای تحت شرایط اشباع و غیراشباع

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، خوزستان، ایران

چکیده

چکیده: بررسی وضعیت گوه شکست خاکریز پشت دیوار حایل به لحاظ نحوه ی توسعه یافتگی و ابعاد هندسی آن، مبین نحوه حرکت دیوار و میزان تخریب کنندگی ناشی از آن می باشد. در شرایط طبیعی خاکریزها به گونه ای هستند که عمدتاً لایه ای بوده و گاهی تحت شرایط اشباع شدن قرار می گیرند. از این رو تحقیق حاضر بر مبنای بررسی آزمایشگاهی گوه شکست حاصل از دوران دیوار حول پاشنه پایه گذاری گردید و اندازه گیری های فیزیکی لازم، جهت استفاده از روش ترسیمی در محاسبه نیروی ناشی از فشار جانبی خاکریزهای لایه ای در دو حالت اشباع و غیراشباع صورت پذیرفته است. برای این منظور مدل خاکریز پشت دیوار طره ای با چهار نوع لایه بندی مختلف از ترکیب دو نمونه خاک ریزدانه رسی و خاک ماسه ای ساخته شد. پروفیل عمقی خاکریزهای دو لایه ای به دو صورت شامل: لایه بالایی: رس،لایه زیرین،: ماسه، لایه بالایی: ماسه، لایه زیرین: رس و پروفیل عمقی خاکریزهای سه و چهار لایه ای به صورت لایه بالایی: ماسه، لایه میانی: رس و لایه زیرین: ماسه و لایه بالایی: رس، لایه میانی اول: ماسه، لایه میانیدوم: رس و لایه انتهایی: ماسه در پشت مدل دیوار به گونه ای طراحی و اجرا گردید که ارتفاع لایه های تشکیل دهنده هر پروفیل مساوی باشد. نتایج نشان داد: نتایج آزمایشگاهی بدست آمده که بهره برداری از روابط تئوری موجود منجر به طرح محافظه کارانه دیوار حائل و در نتیجه افزایش هزینه اجرا می شود. عدم ایجاد گوه شکست از پای دیوار بر خلاف نتایج حاصل از تئوری های کلاسیک و همچنین متوسط کاهش 32/75 و 29/25 درصدی نیروی جانبی وارده بر دیوار حاصل از داده های آزمایشگاهی نسبت به مقادیر روش های رانکین و سیرنیواسا، شاهدی بر این مدعا می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Estimation of Lateral Forces on Retaining Walls Adjacent to Layered Embankments in Saturated and non-Saturated Conditions

نویسندگان [English]

  • M. Bakhtiar
  • J. Ahadiyan
Water and Hydraulic Structures Department, Shahid Chamran University of Ahvaz, Khuzestan, Iran
چکیده [English]

Investigation of development behavior and the dimensions of the embankments behind retaining walls explains the effect of the movement of the wall and its destructing effect. Majority of the natural embankments are layered and are usually in saturated condition. Hence, this research investigates the failure wedge caused by the wall’s rotation around the heel. Physical measurements were performed in order to provide data to use the graphical approach of calculation of lateral pressure of layered embankments in both saturated and non-saturated conditions. Thus, 4 layering models were tested including: 1) two layered (upper layer: clay, bottom layer: sand), 2) two layered (upper layer: sand, bottom layer: clay), 3) three layered (upper layer: sand, middle layer: clay, bottom layer: sand) and 4) a for layered model (upper layer: clay, first middle layer: sand, second middle layer: clay, bottom layer: sand). Elevation of layers in each layering model were determined to be equal. Results indicated that using common theoretical methods will result in a conservative design for walls which increases the construction costs. Absence of the failure wedge at wall toe as well as the 32.75% and 29.25% difference between experimental results to theoretical results of Rankin and Sirnivasa methods are other evidence for the conservative design of walls using common methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Retaining walls
  • Lateral Force
  • Saturated Soil Layer
  • Failure Wedge

مراجع

[1] Ahadiyan, H. M. J. Effect of Unsaturated Soil texture and Compaction in Experimental Analysis and River Retaining Wall Failure Wedge Elastoplasticity. Irrigation Sciences and Engineering, 40 (2016) 197-212. (in Persian)
[2] Aouria, S. S. A. The study of lateral earth pressures acting on retaining walls due to the displacement modes. 1th National Congress On Civil Engineerin, (2014). (in Persian)
[3] Benmebarek, N., Labdi, H., & Benmebarek, S. A numerical study of the active earth pressure on a rigid retaining wall for various modes of movements. Soil Mechanics and Foundation Engineering, 53(1) (2016) 39-45.
[4] Brown v. Board of Education, No. No. 1, 347 483 (Supreme Court 1954).
[5] Chen, L. Active earth pressure of retaining wall considering wall movement. European Journal of Environmental and Civil Engineering, 18(8) (2014) 910-926.
[6] Fang, Y.-S., Chen, T.-J., & Wu, B.-F. Passive earth pressures with various wall movements. Journal of Geotechnical Engineering, 120(8) (1994) 1307-1323.
[7] Liu, F. Lateral earth pressures acting on circular retaining walls. International Journal of Geomechanics, 14(3) (2013) 04014002.
[8] Mei, G., Chen, Q., & Song, L. Model for predicting displacement-dependent lateral earth pressure. Canadian Geotechnical Journal, 46(8) (2009) 969-975.
[9] Nadukuru, S. S., & Michalowski, R. L. Arching in distribution of active load on retaining walls. Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, 138(5) (2012) 575-584.
[10] Niedostatkiewicz, M., Lesniewska, D., & Tejchman, J. Experimental analysis of shear zone patterns in cohesionless for earth pressure problems using particle image velocimetry. Strain, 47(s2) (2011) 218-231.
[11] Peng, S.-q., Li, X.-b., Ling, F., & Liu, A.-h. A general method to calculate passive earth pressure on rigid retaining wall for all displacement modes. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 22(6) (2012) 1526-1532.
[12] Rao, P., Chen, Q., Zhou, Y., Nimbalkar, S., & Chiaro, G. Determination of active earth pressure on rigid retaining wall considering arching effect in cohesive backfill soil. International Journal of Geomechanics, 16(3) (2015) 04015082.
[13] Sobhani, R. F.-A. E. Experimental study of the effect of saturation degree variations on shear strength parameters of sand-kaolin unsaturated compositions. 4th International Conference on Sustainable development & Urban Construction (2014). (in Persian)
[14] Spangler, M. G., & Handy, R. L. Soil engineering. Retrieved from (1973).
[15] Winterkorn, H. f. a. F., H.Y. (1975). Foundation Engineering Handbook.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 50، شماره 1
فروردین و اردیبهشت 1397
صفحه 19-30

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار