مطالعه عددي سه بعدي تأثير كنج‌هاي محدب بر جابه‌جايي‌هاي ناشي از عمليات گودبرداري براي ديواره هاي پايدارسازي شده با روش ميخ‌گذاري

Three-dimensional Numerical Study of the Effect of Convex Corners on the Displacements Induced by Excavation for Soil-Nailed Walls

در بسياري از پروژه‌هاي گودبرداري، شكل پلان گودبرداري غيرمنظم و داراي كنج‌هاي محدب و مقعر است. در عمل، اغلب مواقع از تحليل‌هاي دوبعدي (كرنش مسطح) براي كنترل ضريب اطمينان و برآورد تغييرشكل‌هاي ناشي از گودبرداري در كنج‌هاي محدب و مقعر استفاده مي‌شود. اما بر خلاف كنج‌هاي مقعر، استفاده از تحليل‌هاي دوبعدي براي كنج‌هاي محدب غيرمحافظه كارانه است. مطالعه حاضر با استفاده از مدل‌سازي عددي به مطالعه اثرات كنج محدب بر تغييرشكل‌هاي ناشي از گودبرداري براي ديواره‌هاي پايدارسازي شده با روش ميخ گذاري مي‌پردازد. بدين منظور، يك مطالعه پارامتريك انجام مي‌شود كه شامل تحليل‌هاي تغييرشكل دوبعدي و سه‌بعدي نُه ديوار پايدارسازي شده به روش ميخ‌گذاري با سه ارتفاع و سه نوع خاك متفاوت است. نتايج مطالعه حاضر نشان مي‌دهد كه طول ناحيه تحت تأثير كنج (ناحيه‌اي از اطراف كنج محدب كه در آن مقادير نشست سه‌بعدي در محل تاج گود بزرگ‌تر از مقدار متناظر دوبعدي است) با كاهش مقاومت خاك افزايش مي‌يابد. علاوه بر اين، نتايج نشان مي‌دهد كه مقادير حداكثر نسبت نشست سه‌بعدي به دوبعدي در طول ناحيه تحت تأثير كنج به ارتفاع گود و نوع خاك وابسته نيست. همچنين نتايج نشان مي‌دهد كه آزيموت دادن به ميخ‌ها در طول ناحيه تحت تأثير كنج به صورت قابل توجهي جابه‌جايي‌ها در اين ناحيه را افزايش مي‌دهد.

In most excavation projects, the excavation plan is irregular in shape, including concave and convex corners. In practice, the 2D (i.e., plane strain) analysis is often employed to evaluate the factor of safety and displacements induced by excavation for concave and convex corners. However, contrary to concave corners, using the plane strain analysis is not on the conservative side for convex corners. The present paper uses a numerical modeling methodology to study the effects of the convex corner on the displacements induced by excavation for soil-nailed walls. In this regard, a series of parametric studies are carried out, involving 2D and 3D deformation analyses of nine soil-nailed excavation models with three wall heights and three types of soil. The results of the paper show that the lengths of the affected zone (i.e., the zone adjacent to the convex corner along which the 3D settlements at the wall crest are higher than the 2D one) increase by decreasing the soil strength. Moreover, the results indicate that the maximum ratios of 3D settlement to 2D one along the affected zone are independent of the wall height and soil type. In addition, the results suggest that giving azimuth to soil nails along the affected zone causes the wall displacements along this zone to increase significantly.