تخمین ظرفیت مهاری تسلیح

 -b تخمین ظرفیت مهاری تسلیح در سازه های RSS و MSE

مقاومت مهاری تسلیح به وسیله ی بار کششی نهایی مورد نیاز برای ایجاد لغزش تسلیح از  توده خاک مسلح تعریف می گردد. چندین روش و معادلات طراحی ایجاد شده و در حال حاضر برای تخمین مقاومت مهاری بوسیله ی مقاومت اصطکاکی، مقاومت پسیو، یا ترکیبی از این دو مورد استفاده قرار می گیرند. معادلات طراحی از پارامترهای بر هم کنشی مختلفی استفاده می کنند و از این رو، مقایسه ی عملکرد مهاری تسلیح های مختلف برای کاربرد های خاص، مشکل می باشد.

به منظور طراحی و مقایسه، یک تعریف نرمالیزه شده از مقاومت مهاری در کل این مجموعه مطالب مورد استفاده قرار خواهد گرفت. مقاومت مهاری،  ، تسلیح به ازای واحد عرض تسلیح به صورت زیر محاسبه می گردد:

بنابراین ضریب تصحیح  به سخت شدگی کرنشی مصالح خاکریز دانه ای متراکم، قابلیت توسعه و طول تسلیح بستگی دارد. برای تسلیح های غیر قابل توسعه(فولادی)، مقدار  تقریبا برابر 1 می باشد، ولی برای تسلیح های قابل توسعه(ژئوسنتتیک ها) مقدار آن می تواند کوچکتر از 1 باشد. ضریب  (ضریب تصحیح مقیاس) می تواند از آزمایشات مهاری بر روی تسلیح های دارای طول های متفاوت بدست آید که در صورت نیاز با من تماس بگیرید آن را با عنوان پیوستA  hارایه خواهم کرد یا با استفاده از مدل های انتقال بار تحلیلی یا عددی که از طریق شبیه سازی های آزمایش عددی کالیبره شده اند، استخراج می گردد. در غیاب داده های آزمایش،  برای ژئوگرید ها،  برای ژئوتکستایل ها (ورق های ژئوتکستایل) پیشنهاد می گردد (جدول 5 را ببینید).

ضریب مقاومت مهاری  می تواند به صورت بسیار دقیق از طریق آزمایشات مهاری میدانی یا آزمایشگاهی برای یک خاکریز خاص بدست آیند تا در پروژه مورد استفاده قرار گیرند. روش های آزمایش برای محاسبه ی پارامتر های مهاری در پیوست A ارائه می شود. متناوبا،  می تواند از طریق روابط تجربی یا تئوریک ایجاد شده برای هر مکانیزم بر هم کنش خاک-تسلیح استخراج شده و توسط فروشندگان این تسلیح ها ارائه گردند. برای هر تسلیح،  می تواند با استفاده از رابطه ی کلی زیر تخمین زده شود:

پارامتر های ظرفیت مهاری برای رابطه ی 2 در جدول 1 و شکل 19 برای سیستم های تسلیح خاک که در این مجموعه مقالات مورد توجه می باشند بطور خلاصه آمده است.

تعداد قابل توجهی از آزمایشات مهاری برای بسیاری از ترکیب های تسلیح و خاکریز انجام شده و به آزمایشات مهاری میدانی ربط داده شده اند. از اینرو، در جایی که این داده ها کم یا در دسترس نباشند،  نیاز به آزمایشات مهاری میدانی یا آزمایشگاهی اضافه باید به ترکیب های تسلیح یا خاکریز محدود گردد. در صورت امکان استفاده، آزمایشات مهاری آزمایشگاهی باید با استفاده از وسیله ای صورت گیرد که دارای جعبه ای با حداقل ابعاد زیر باشد: 760 میلیمتر (30 اینچ) عرض، 1210 میلیمتر (48 اینچ) طول و 450 میلیمتر (18 اینچ) عمق. نمونه های تسلیح باید به صورت افقی مابین دو لایه ی خاک 150 میلیمتری (6 اینچی) قرار بگیرند. نمونه ی تسلیح باید به صورت افقی از در دو بخشی جلوی جعبه بیرون کشیده شود. بار نرمال آزمایش باید به صورت قائم بوسیله ی یک کیسه ی هوایی که مابین یک صفحه ی پوششی و یک صفحه ی واکنشی قرار گرفته بر روی خاک اعمال گردد. حرکت ناشی از بیرون کشیدگی باید در حدود 1 میلیمتر در هر دقیقه بوده و با استفاده از گِیج های مدرج نصب شده در جلوی نمونه پایش گردد. توجه داشته باشید که این روش آزمایش، یک ظرفیت مهاری کوتاه مدت را ارائه می کند و تغییر شکل های خزشی خاک یا تسلیح را در نظر نمی گیرد که ممکن است دارای مقادیر قابل توجهی در سازه های شیب مسلح ی(RSS)  باشند که در آنها از خاکریز های ریز دانه استفاده شده است.

زمانی که از آزمایشات آزمایشگاهی مهاری برای محاسبه ی پارامتر های طراحی استفاده می گردد، تغییرات تنش قائم و مشخصات اجزا تسلیح برای پروژه ی واقعی باید مورد استفاده قرارگیرند. آزمایشات باید بر روی نمونه هایی با حداقل طول 600 میلیمتر (24 اینچ) صورت پذیرد. مقاومت مهاری برابر با بیشترین مقدار مقاومت مهاری بدست آمده پیش از حداکثر تغییر شکل و در زمان حداکثر تغییر شکل می باشد که مقدار این حداکثر تغییر شکل برای تسلیح های غیر قابل بسط برابر 20 میلیمتر (3/4 اینچ) و برای تسلیح های قابل بسط برابر 15 میلیمتر (5/8 اینچ) می باشد و در جلوی مقطع مدفون مورد اندازه گیری قرار می گیرد. این ضابطه برای تغییر شکل مجاز بر مبنای نیاز به محدود کردن تغییر شکل های سازه می باشد که برای ایجاد ظرفیت مهاری کافی ضروری می باشند.

جدول 5. خلاصه ای از پارامتر های طراحی ظرفیت مهاری.

یادداشت:

استفاده از مقادیر تجربی فراهم آمده یا مرجع دهی شده توسط این جدول برای محاسبه ی  در غیاب داده های آزمایشی محصول یا خاکریز، قابل قبول می باشد، در صورتیکه خاکریز دانه ای مشخص شده از قسمتII آشتو 1996 برای پل های بزرگراه مورد استفاده قرار گیرد و  باشد. برای خاکریز هایی به غیر از این موارد، آزمایشات باید انجام گیرند.

در صورتی که مقدار α نشان داده شده در جدول کمتر از 1 باشد، آزمایش بیرون کشیدگی برای محاسبه ی α پیشنهاد می گردد. این مقادیر αبرای ژئوسنتتیک های به شدت قابل بسط می باشند.

برای شبکه هایی که tan ρ قابل اعمال می باشد، tan ρ را به کل سطح ناحیه ی تسلیح اعمال کنید (خاک و شبکه) و فقط به سطح اجزای شبکه اعمال نکنید.

NA به معنی غیر قابل اعمال می باشد.  زاویه ی اصطکاک خاک می باشد. ρ زاویه ی اصطکاک فصل مشترک بسیج شده در طول تسلیح می باشد.  فواصل بهینه ی اجزای عرضی شبکه برای بسیج کردن حداکثر مقاومت مهاری بدست آمده از آزمایشات مهاری می باشد (معمولا150 میلیمتر یا بیشتر).  فاصله ی اجزای عرضی شبکه می باشد.  ضریب ظرفیت باربری خاکریز یا سربار می باشد.  یک ضریب هندسی سازه ای برای مقاومت پسیو می باشد.  بخشی از عضو عرضی می باشد که باربری می تواند بطور کامل بر روی آن ایجاد گردد (معمولا در گستره ی 0.6 تا 1) که از ارزیابی شکل سطح تکیه گاه بدست می آید.  اندازه ی ذره ی خاکریز در 50 درصد وزنی عبوری می باشد. α ضریب تصحیح اثر مقیاس می باشد. تعریف متغیر های هندسی در شکل 19 نشان داده شده است.

زمانی که خاکریز لای یا رسی مسلح مورد استفاده قرار می گیرد، آزمایشات بیرون کشیدگی طولانی مدت برای تعیین رفتار خزشی خاک-تسلیح باید انجام گیرند. مشخصات خاک و نوع تسلیح مورد محاسبه قرار خواهند گرفت در صورتی که مقاومت مهاری مجاز بوسیله ی تغییر شکل های خزشی حاصل گردد. روش های خاکریزی و متراکم سازی برای آزمایشات مهاری طولانی و کوتاه مدت باید شرایط میدانی را شبیه سازی کنند. ضوابط تغییر شکل مجاز در پاراگراف پیشین باید اعمال گردند.

خلاصه ای از روش ها برای ارزیابی آزمایشات آزمایشگاهی به منظور بدست آوردن پارامتر های طراحی مهاری در صورت علاقمندی به مطالعه آن در پیوست A برای شما ارسال خواهد شد( درخواست پیوست را برای من به آدرس مقابل ارسال کنید  Shariati83@yahoo.com

اکثر فروشندگان تخصصی سیستم، پارامتر های مهاری پیشنهادی را برای محصولاتشان در ارتباط با انتخاب خاکریز،  باید برای شما ارسال کنند، که در این فصل برای سازه های MSEW و RSS با جزئیات آورده شده است.روابط نیمه تجربی که در زیر به صورت خلاصه آمده است، با نتایج بدست آمده از آزمایشات مهاری آزمایشگاهی و میدانی در یک محدوده ی اطمینان 95 درصدی سازگار می باشد و در کل سازگار با داده های تولید شده توسط فروشندگان است. در مواردی که منبع خاکریز در حجم مسلح در طی طراحی تعریف شده باشد مقداری صرفه جویی اقتصادی بیشتر نیز می تواند از آزمایش ویژه ی کارگاه یا محصول حاصل گردد.

در غیاب داده های آزمایش مهاری ویژه ی کارگاه، استفاده از این روابط نیمه تجربی همراه با مشخصات استاندارد برای خاکریز، برای فراهم کردن یک ارزیابی محافظه کارانه از مقاومت مهاری، قابل قبول می باشد.

برای تسلیح فولادی آجدار، ضریب مقاومت مهاری  بطور متداول به صورت زیر می باشد:

که در این روابط t ضخامت میلگرد عرضی می باشد.  در کل طول تسلیح یکسان خواهد بود نه اینکه اجزای عرضی شبکه فقط در ناحیه ی مقاومتی متمرکز باشند. برای تسلیح های ژئوسنتتیکی ورقی (ژئوگرید ها و ژئوتکستایل ها)، مقاومت مهاری بر مبنای کاهش در اصطکاک خاک می باشد با یک ضریب کاهشی که اغلب بعنوان ضریب برهم کنش  شناخته می شود. در غیاب داده های آزمایش، مقدار  برای تسلیح ژئوسنتتیکی باید بطور محافظه کارانه به صورت زیر در نظر گرفته شود:

 

همچنان که در رابطه ی بالا نشان داده شد،  زاویه ی اصطکاک حداکثر خاک می باشد که برای دیوار های MSE ساخته شده از خاکریز دانه ای برابر 34 درجه در نظر گرفته می شود مگر اینکه داده های حاصل از آزمایش برای پروژه ی مورد نظر مقادیر بزرگتری را نشان دهند. برای سازه های RSS، زاویه ی  خاکریز مسلح معمولا با آزمایش تعیین می گردد، که گستره ی بسیطی از خاکریز ها می توانند مورد استفاده قرار گیرند. یک مقدار کران پایین برابر 28 در اغلب موارد مورد استفاده قرار می گیرد.

 

محمد مهدی شریعتی ; ٩:۱٥ ‎ق.ظ ; ۱۳٩۱/٧/٢٦
=============================== =============================== Link Code: =============================== ليست وبلاگ‌های به روز شده ===============================