مطالعه و بررسی نیروهای بین قطعه ای و محل خط اثر در تحلیل پایداری شیروانیها با استفاده از روشهای تعادل حدی و عددی

تحلیل پایداری شیروانی ها با استفاده از روشهای دقیق یکی از مسائل مهم پیش روی مهندسی ژئوتکنیک است که دارای ارتباط نزدیکی با سایر شاخه های مهندسی عمران است. تعیین نیروهای بین قطعه ای و محل خط اثر نیروها از ضروریات درک رفتار شیروانیها است و در روشهای تعادل حدی قطعات و روش عددی می توانند بطور نسبتاً دقیق مورد بررسی قرار گیرند. در این پایاننامه با بررسی اثر تغییرات پارامترهای مختلف از قبیل شیب، ارتفاع، سربار، پارامترهای خاک و ضریب زلزله افقی برروی شیروانی های همگن ماسه ای رس دار در دو حالت متراکم و سست با استفاده از روشهای تعادل حدی اسپنسر و مورگنسترن-پرایس در نرم افزار slide و روش عددی اجزاء محدود در نرم افزار plaxis ، نیروهای بین قطعه ای و محل خط اثر در مدلهای مختلف بررسی شده است. پس از تعیین مدل مبنا با ابعاد معلوم و تغییر پارامترهای مورد مطالعه مدلهای مختلفی برای مصالح بکار رفته ایجاد و تحلیل شده اند. مدلها هم در شرایط خشک و هم در شرایط وجود آب زیر زمینی بررسی شده اند. پس از تحلیل مدلها پارامتربدون بعدی بصورت نسبت نیروهای برشی به نیروهای قائم تعریف می شود که تابع نیروهای بین قطعه ای را در طول سطح گسیختگی مشخص می کند. نتایج بدست آمده نشان می دهند با توجه به فرضیات ساده کننده در روشهای تعادل حدی، تابع نیروهای بین قطعه ای در روش اسپنسر یک تابع ثابت و در روش مورگنسترن-پرایس یک تابع نیم سینوسی است، اما در روش عددی اجزاء محدود این تابع نامنظم می باشد. نتایج همچنین نشان می دهند تغییرات پارامترهای شیب و ضریب زلزله افقی بیشترین اثر را در تابع نیروهای بین قطعه ای داشته و تغییرات قابل ملاحظه ای در آنها ایجاد می کند. این توابع در روش عددی دارای تغییرات قابل ملاحظه ای در تاج و پنجه شیروانی است که بعلت تمرکز تنش در این نواحی می باشد که در روشهای تعادل حدی از آنها صرف نظر می شوند. تفاوت الگوی محل خط اثر نیروها در نتایج روشهای تعادل حدی و عددی ناشی از متفاوت بودن روش محاسبه نیروهاست. تغییرات پارامترهای مورد مطالعه موجب تغییرات متفاوتی در تراز محل خط اثر نیروها شده اند و الگوی متفاوتی در مورد آنها بدست آمده است و در بعضی از موارد هیچ تغییری در محل خط اثر نیروها ملاحظه نشده است.