كليدواژه :
گودبرداري عميق , ديوار ديافراگمي , تحليل عددي , نيروي ديناميكي زلزله
چكيده فارسي :
به منظور پايدارسازي گود و جلوگيري از ريزش ترانشه و تبعات احتمالي ناشي از آن، سازه نگهبان مناسب با كاربري موقت يا دائم طراحي ميگردد. در اين مقاله يكي از روشهاي پايدارسازي گودبرداريهاي عميق، ديوارديافراگمي مورد بررسي قرار گرفته است. ديوارديافراگمي هم به صورت طره‌اي و هم همراه با مهار روش موثري براي مقابله با نيروهاي استاتيكي و ديناميكي وتامين پايداري گودهاي عميق ميباشد. در اين مقاله ديوار ديافراگمي داراي يك رديف مهار و با در نظر گرفتن نيروي زلزله مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از برنامه اجزاء محدود PLAXIS بيشينه جابجاييهاي ديوار و تغيير شكل آن، همچنين بيشينه لنگر خمشي ديوار ديافراگمي محاسبه شده است. پشت ديوار در سمت توده خاك و پايين مدل از مرزهاي جاذب براي جلوگيري از انعكاس امواج زلزله استفاده شده است. براي اعمال نيروي ديناميكي شتاب نگاشت‌هاي زلزله طبس، بم و رودبار مورد استفاده قرار گرفته است. دراين تحقيق مشخص شد كه تغييرشكل و كرنش در زلزله تحت تاثير مشخصات زلزله است. بيشينه جابجايي جانبي ديناميكي ديوار در قسمت بالاي ديوار بوده است. با افزايش سختي مهار بيشينه جابجايي جانبي بالاي ديوار كاهش مي‌يابد. بررسي مطالعات پارامتريك نشان دادكه با افزايش1/5، 3 و 4 برابر مدول الاستيسيته خاك ميزان كاهش تغييرات بيشينه جابجايي افقي در بالاي ديوار هم به ترتيب حدود 25، 53 و 76 درصد كاهش داشته است. همچنين افزايش 2، 3 و 4 برابر چسبندگي خاك به ترتيب كاهش حدود 7، 11 و 20 درصدي لنگرخمشي ديوار را به دنبال داشته است. در مقايسه مقادير ديناميكي نسبت به استاتيكي ميزان جابجايي بيش از دو برابر و ميزان لنگر خمشي هم حدودا 1/3 برابر شده است. بنابراين در طراحي ديوار ديافراگمي در مناطق زلزله خيز حالت بارگذاري زلزله مي‌تواند تعيين كننده باشد.
چكيده لاتين :
In this paper, the behavior of diaphragm walls with and without anchor have been studied. In addition to static loads, the walls were subjected to seismic load due to earthquake, using finite element program, PLAXIS 2D. Maximum displacement and bending moment of the wall were compared in different cases. Introduction Deep excavations in urban areas require not only the stability of retained soil, but also special attentions due to the nearby existing buildings. They must be designed in such a way that the requirements for both ultimate and serviceability limit state for supporting system and neighboring structures are satisfied. Anchored diaphragm walls are one of the safest lateral supports, which help in overall stability of the excavated areas. Diaphragm walls represent in general a considerably more complex problem than gravity or cantilever walls. Methodology and Approaches The wall displacement, maximum bending moment and anchor extreme force were calculated using a dynamic PLAXIS finite element program. The soil was considered as elasto-plastic material, using Mohr–Coulomb constitutive model. The wall and the anchor were considered to behave elastically. Considering the dynamic applied load, absorbent boundaries were assumed to prevent dynamic wave reflection. Three different historical strong motions namely, Tabas, Bam and Roodbar were applied to the wall. The following outputs were obtained for different excavation geometry and mechanical properties for soil.
Results and Conclusions general results can be drawn as following: 1-Change in the soil stiffness (modulus of elasticity and cohesion) from soft to stiff has caused the maximum wall displacement and bending moment to increase by 76% and 20%, respectively. 2- Under dynamic load, the maximum lateral displacement of the wall is at its maximum value, while the static wall displacement is maximum at about one third the wall height measured from its toe. 3-Peak ground acceleration has direct effect on maximum wall displacement and bending moment, while earthquake frequency has inversely changed these output parameters. Based on the obtained results 30% increase in earthquake acceleration has caused the maximum wall displacement increase by 15%. 4- The maximum displacement and bending moments increased noticeably under earthquake load. Therefore, for diaphragm walls in earthquake prone area, dynamic case should be considered in design. Albeit, building codes, accept higher displacement and bending moments under exceptional loadings.
