دیوارهای حائل
دیوارهای حائل عموماً بخش جدایی‌ناپذیری از شریان‌های حیاتی در کشورهای مختلف بوده و امروزه به طور گسترده‌ای در پروژه‌های ساختمانی گوناگونی نظیر راهسازی، پل سازی، بنادر، گودبرداری جاده‌ها، ساختمان سازی و به طور کلی هر جا که احتیاج به تکیه گاه جانبی برای جدار قائم خاک‌برداری باشد، مورد استفاده واقع می‌شوند.
کاربرد دیوارهای حائل
کاربرد دیوارهای حائل صلب (وزنی) به عنوان سیستم نگهدارندهٔ خاکریزهای مجاور جاده‌ها و مناطق مسکونی و همچنین در مناطقی که خطر زمین لرزه در آنها وجود دارد سابقه‌ای طولانی دارد. برای تحلیل پایداری لرزه‌ای سازه‌های نگهدارنده خاک نیاز به برآورد فشار جانبی ناشی از زلزله در پشت دیوار با ضریب اطمینان می‌باشد.
معمولاً اثر زلزله به‌صورت شبه استاتیکی با اعمال نیرویی در جهت افقی در نظر گرفته می‌شود و لذا علی‌رغم مطالعات متعددی که در طی سال‌های اخیر انجام شده، پاسخ دینامیکی دیوارهای حائل هنوز به طور کامل شناخته نشده است. در نتیجه دانش مهندسی به اطلاعات جامع‌تری برای تحلیل دیوارهای حائل بخصوص تحت‌تأثیر نیروهای دینامیکی، نیاز دارد.
تخمین فشار فاعلی بر روی دیوار حائل را با توجه به اثرات قوس شدگی مطالعه کردند. به منظور محاسبه فشار فاعلی خاک بر روی دیوار حائل، در این مطالعه از پدیده قوس شوندگی استفاده شد که در آن محاسبه فشار تحت انتقال افقی بار خاکریز روی دیوار صورت می‌گیرد.
آزمایش پایداری کلی دیوار های حائل
پژوهش فوق برای ٥ دیوار صلب با ارتفاع‌های مختلف انجام گرفت. مقایسه نتایج اندازه گیری شده با نظریه کولمب نشان داد که معادلات پیشنهادی رضایت بخش است و توزیع فشار به‌صورت غیر خطی صورت می‌پذیرد.
محققان برای بررسی پایداری کلی دیوارهای حائل زمین مسلح از سه مدل مکانیکی کروی، مسطح و ترکیبی به روش تعادل حدی استفاده نموده و ضرایب اطمینان برای هر سه مدل شکست را استخراج و نامطلوب‌ترین مدل شکست کلی یافتند.
در این پژوهش با تغییر پارامترهای خاک، از جمله زاویه اصطکاک داخلی این نتیجه حاصل شد که بیشترین مدل شکست بحرانی، عموماً ترکیبی از مدل شکست مسطح با فشار بیضوی خاک می‌باشد. در مطالعه دیگر، فشار لرزه‌ای خاک بر روی دیوارهای حائل صلب و انعطاف‌پذیر را بررسی شد. محققان در تحلیل خود از یک روش کلی و کامل اجزا محدود که مبتنی بر نظریه الاستیسیته بود استفاده کردند. در این مطالعه، اثرات صلبیت دیوار خمشی بر روی حرکت پایه دیوار مورد بررسی قرار گرفت.
نتیجه آزمایش
با استفاده از تحلیل ٣ بعدی این نتیجه به دست آمد که اندازه فشار وارد بر دیوار متناسب با ارتفاع دیوار است. مطالعه عددی تأثیر پشت‌بند دیوار را در کاهش جابه‌جایی‌های ناشی از گودبرداری در خاک‌های نرم مطالعه شد.
این محققان با استفاده از مدل آنالیزی ٣ بعدی تأثیر پارامترهایی ازجمله فاصله، طول، و عمق نفوذ دیوار پشت‌بند دار را بر روی جابه‌جایی دیوار حائل مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسیدند که به منظور جلوگیری از جابه‌جایی‌های غیر مجاز دیوار، فاصله مؤثر پشت‌بندها نباید بیش از ٥/١ برابر عمق حفاری باشد.
همچنین افزایش عمق نفوذ به منظور کاهش جابه‌جایی دیوار، فقط در مواردی که فاصله پشت‌بندهای دیوار کمتر از ٥/١ برابر عمق حفاری باشد، مؤثر است.
در مطالعه دیگری، رفتار و تحلیل دیوار حائل را با تغییر جزئیات مختلف آرماتورگذاری با استفاده از نرم افزار و مدل‌های عملی مختلف، مورد مطالعه قرار گرفته و به مقایسه مقاومت و هزینه دیوار حائل با وجود و عدم وجود تغییر در آرماتور گذاری پرداختند. این محققین در مطالعه خود، انواع مختلف دیوارهای حائل و شکست‌های آنها را در نظر گرفتند.
در این پژوهش یکی از نتایج حاصل این بود که با تغییر در جزئیات آرماتورگذاری مقاومت نسبت به روش‌های عادی می‌تواند تقریباً ١٥٠ ٪ افزایش می‌یابد.
برگرفته از: تحلیل عددی دیوارهای حائل صلب در مجاورت گودبرداری ها
همچنین بخوانید: طراحی، مزایا و معایب روش تاپ دان
