بررسي رفتار ديوار مقاوم‌شده به‌وسيله مهارگذاري در برابر انفجار سطحي

گودبرداري فضاهاي زيرزميني، مكان‌هايي را براي كاربردها پدافندي و نظامي مهيا مي‌كند. پايداري ديواره گودبرداري، يكي از مسائل مهم در زمينه­ ژئوتكنيك است. ازجمله روش‌هاي پايداري ديواره گودبرداري استفاده از مهارهاي فولادي است. اين مهارها سطح ديواره را به خاك پشت آن مي‌دوزند و بدين طريق پايداري ديواره را فراهم مي‌نمايند. در اين پژوهش رفتار ديواره مهارگذاري­شده توسط ميخكوبي، انكراژ و تركيبي از ميخكوبي و انكراژ در نرم‌افزار اجزاء محدود Abaqus در برابر بار انفجار، مورد ارزيابي قرارگرفته است. همچنين المان‌هاي مسلح ­كننده در ديواره‌هاي مختلف به‌گونه‌اي قرار داده شده است كه ضريب اطمينان پايداري برابر 5/1 به­دست آيد. مدل‌هاي عددي به‌گونه‌اي انتخاب گرديده‌اند كه بهترين طرح براي مقابله با بار ديناميكي ناشي از انفجار مشخص گردد. بار انفجار اعمالي در نرم‌افزار معادل انفجار 120 كيلوگرم TNT است و اين بار در فاصله‌ 3 برابري عمق گود بر روي سطح زمين اعمال گرديده است. هم­چنين مدل‌سازي ديواره­ پايدارشده به روش تمام انكر، در حالت استاتيكي صحت­سنجي شده است. بر اساس نتايج، تغيير شكل تاج ديواره مهارشده پس از انفجار در مدل‌هاي مختلف 5 تا 65 برابر به نسبت قبل از انفجار و تغيير شكل اوليه ناشي از بار استاتيكي وارده به ديواره پس از پايان گودبرداري، افزايش يافت. در آناليز استاتيكي، ديواره‌اي كه صرفاً با استفاده از روش ميخكوبي (نيل­ گذاري) پايدار شده، بيش‌ترين مقدار تغيير شكل را به نسبت ساير مدل‌ها نشان داد ولي پس از انفجار، بيش‌ترين مقدار تغيير شكل ديواره، در ديواره پايدارشده به‌وسيله‌ تركيبي از انكر و نيل، مشاهده شد. ميزان ضريب اطمينان پايداري كلي ديواره ميخكوبي ­شده قبل از انفجار 5/1 بوده و پس‌ازآن به 01/1 رسيد. همچنين انفجار باعث افزايشي تا 110 درصدي تنش در مهارها شده است.

Excavation of underground spaces provides locality for military and defence application. The stability of the excavation wall is one of the important issues in the field of geotechnics. The use of steel anchor elements is one of the sustainable methods for stability of excavation walls. These anchors pin the surface of the wall to the back soil, providing the wall's stability. In this research, the behavior of soil nailing, anchored walls and their combination against the blast load has been modeled by Abaqus finite element software. Also reinforcing elements are placed in different walls so that the safety factor becomes 1.5. Different numerical models are chosen to determine the best plan for dealing with the dynamic load caused by the explosion. The explosive charge in software is equivalent to the 120 kg TNT explosion, and this load is applied at a distance of three times of the depth to excavation. Also the modeling of full anchored wall has been verified in static mode. Based on the results, the deformation of the top of the wall after the explosion increased by 5 to 65 times of those before the explosion in various models and the primitive deformation caused by static load increased after excavation. In a wall that was completely reinforced by nails, static analysis showed the highest amount of deformation, but after the explosion, the wall reinforced by the combination of anchors and nails showed the most deformation. The safety factor of the nailing wall before the explosion was 1.5 and then reached to 1.01. The explosion also caused a 110% increase in tensile stress of the Anchors.