مطالعه عددی تاثیر دست‌خوردگی خاک و زاویه انکر بر ظرفیت بیرون‌کشش انکرهای مارپیچ چندصفحه‌ای در پایدارسازی شیروانی‌ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

در جهان امروزی، جاده‌ها به عنوان شریان‌های اصلی جامعه جهانی در نظر گرفته می‌شوند. یکی از پرکاربرد‌ترین روش‌ها برای ساخت این شریان‌ها، پایدارسازی شیروانی‌های اطراف جاده‌ها است. استفاده از انکرهای مارپیچ چند صفحه‌ای در پایدارسازی شیروانی‌های اطراف جاده، یکی از شیوه‌هایی است که اخیرا مورد استفاده بسیاری از مهندسین راه و ژئوتکنیک قرار گرفته است. افزایش روز افزون استفاده از انکرهای مارپیچ موجب مطالعه‌های متعددی در زمینه‌های آزمایشگاهی، عددی و میدانی شده است. از این رو، این مطالعه با استفاده از نرم‏افزار FLAC3D به بررسی عددی سه‏بعدی ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ چندصفحه تحت زاویه‌های نصب متفاوت در خاک ماسه‌ای می‏پردازد. همچنین در مطالعه حاضر تاثیر دست‌خوردگی خاک، که هنگام نصب انکرهای مارپیچ چند صفحه‌ای در خاک ایجاد می‌شود، بر روی ظرفیت باربری بیرون‌کشش این انکرها نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا یک آزمون صحت‏سنجی برای تایید شیوه مدل‏سازی انجام می‏شود. سپس با انجام یک مطالعه پارامتری، تاثیر زاویه‌های نصب مختلف و همچنین دست‌خوردگی خاک بر ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ پرداخته می‏شود. نتایج مطالعه حاضر نشان می‏دهد که بیشترین ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ تحت زاویه‌های 5 و 10 درجه حاصل می‌گردد. علاوه بر این، با اعمال و بررسی دست‌خوردگی خاک ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ به طور فزاینده‌ای کاهش یافت که میزان آن با توجه به تعداد صفحات مارپیچ نصب شده بر روی انکر مارپیچ و همچنین نوع خاک متغیر است.

کلیدواژه‌ها


-Ameratunga, J., Sivakugan, N. & Das, M. B. (2016). Correlation of Soil And Rock Properties In Geotechnical Engineering. Springer.
-Cerfontaine, B., Knappett, J. A., Brown, M. J. & Bradshaw, A. (2019). Effect of soil deformability on the failure mechanism of shallow plate or screw anchors in sand. 109. 34-45.
-Clemence, S. P. & Lutenegger, A. J. (2015). Industry survey of state of practice for helical piles and tiebacks. 9. 12-41.
-Hao, D., Wang, D., O'loughlin, C. D. & Guadin, C. (2019). Tensile monotonic capacity of helical anchors in sand: interaction between helices. 56. 1534-1543.
-Garcia, L. D. C. (2019). Assessment of Helical Anchors Bearing Capacity For Offshore Aquaculture Applications. The university of Maine.
-Nagai, H., Tsuchiya, T. & Shimada, M. (2018). Influence of installation method on performance of screwed pile and evaluation of pulling resistance. 58. 355-369.
-Itasca Consulting Group, I. (2017). FLAC3D 6.0 User Manual.
-Chance. (2004) Chance Technical Design Manual. USA. Chance company.
-Perez, Z. A. & Sciavon, J. A. (2018). Numerical and experimental study on influence of installation effects on behaviour of helical anchors in very dense sand. 55. 1067-1080.
-Tokhi, H., Ren, G. & Li, J. (2018). Laboratory pullout resistance of a new screw soil nail in residual soil. 55. 609-619.
-Tokhi, H. (2016). A study of new screw soil nail.
-Tokhi, H., Ren, G. and Li, J. (2016). Laboratory study of a new screw nail and its interaction in sand. 78. 144-154.
-Wang, D., Merifield, R. & Gaudin, C. (2013). Uplift behaviour of helical anchors in clay. 50. 575-584.
-Spagnoli, G. & De Hollanda Cavalanti Tusha, C. (2020). A review on the behavior of helical piles as a potential offshore foundation system. 38, 1-24.
-Sharma, A. & Guner, S. (2020). System-level modeling methodology for capturing the pile cap, helical pile group, and soil interaction under uplift loads. 220.