بررسی رفتار لرزه ای دیواره های رسی مسلح در راهسازی به کمک روش اجزای محدود

نویسندگان

1 استادیار، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

2 دانشیار، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

3 کارشناس ارشد خاک و پی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران

چکیده

در مقاله حاضر مدل المان محدود رفتار دیواره های خاک مسلح رسی تحت بار زلزله با مطالعة تأثیر مسلح کننده ها بر کاهش تغییر شکل لرزه ای آنها بررسی شده است. برای این منظور یک دیوارۀ مسلح رسی متشکل از سیستم های مختلف خاک مسلح به صورت بهینه مدل شده و رفتار تنش- کرنش آن تحت تأثیر یک نوع بارگذاری تیپ، معروف و شناخته شده که مبنای مطالعات بسیاری از پژوهشگران بوده (مانند زلزله سن خوزه)، بررسی شده است. برای ارزیابی میزان تأثیر مسلح کننده ها در کاهش تغییر شکل دیواره ها مقایسه ای بین دو سیستم مسلح و غیر مسلح در ارتفاع های متفاوت 6 ، 8 ،10 ، 12 و 14 متری انجام و نتایج آنالیز تنش- کرنش و نمودارهای مناسب برای تفسیر آن ارایه شده اند. بررسی نتایج به روشنی نشان می دهد که سیستم مسلح کننده، تغییر شکلهای تاج و وسط دیواره را که قسمتهای بحرانی تحت بار دینامیکی محسوب می شوند کاملاً کنترل می کند. در نهایت به عنوان نتیجه گیری کلی تحقیق حاضر می توان بیان کرد که سیستم مسلح کننده در دیواره های قائم رسی با ارتفاع معمولی تحت بار زلزله می تواند تغییر شکلهای افقی را تا 90 درصد کاهش دهد که این مهم در پروژه های حمل و نقل می تواند سر منشأ اثرات مثبتی در پایدارسازی شیروانیها باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Finite Element Modeling of the Behavior of Reinforced Vertical Cohesive Slopes under Earthquake Loading in Transportation

نویسندگان [English]

  • M. Jesmani 1
  • M. Mir Hoseini 2
  • B. Bahrami Sarbandi 3
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Imam<SPAN lang=en-us> </SPAN>Khomeini University, Qazvin, Iran
2 Associate Professor, Department of Civil Engineering, Amir Kabi<SPAN lang=en-us> </SPAN>University of Technology, Tehran, Iran
3 MSc., Department of Civil Engineering, Azad Islamic<SPAN lang=en-us> </SPAN>University-Arak Branch, Arak, Iran
چکیده [English]

This paper describes a FE simulation of the behavior of mechanically stabilized cohesive earth walls under seismic loads and the effects of reinforcements in reduction of deformations under earthquake loads were studied. In this manner, different heights and different systems of reinforcement were considered.First of all, the maximum height of cohesive vertical slope was estimated without any reinforcement. In other words, five different types of cohesive soils were considered and their maximum stable heights were calculated. Then a geotextile reinforcement system was designed for each wall with the recommended method in the research. Also, to be reassured about the better design of the reinforced walls under seismic loads (considering that the used method for design was merely regarded static loads) the walls were modeled and their stress-strain behaviors were obtained under Saint Jose earthquake loading. After some try and error steps, and finding the safety factors in each step, the optimized design was gained. After that, to evaluate the effects of reinforcements in reduction of deformation in retaining systems some comparisons were made between the reinforced and non-reinforced walls with different heights (6m, 8m, 10m, 12m and 14m) The results of stress-strain analysis were tabulated and related curves were presented . The results clearly show that the reinforcement systems force a full control on displacement specially at the top and the middle of the walls which are the critical zones in retaining walls behavior under seismic loads. Finally it was shown using reinforced system in vertical cohesive slopes with common height, under seismic loads, can reduce the X components of deformations more than 90%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reinforced slopes
  • mechanically stabilized wall (MSW)
  • seismic loads on reinforced slopes