مدل سازی عددی مراحل ساخت سیستم های حائل به روش میخ کوبی

بررسی سیستم میخ کوبی شده از جنبه های مختلف طراحی و اجرایی با در نظر گرفتن اثر پارامترهای مختلف مثل فاصله میخ های مجاور، شیب میخ ها و یا خصوصیات خاک، میخ و پوشش می تواند به طراحی بهینه سیستم کمک کند. مطالعات با مدل سازی عددی به کمک نرم افزار تفاضل محدود و دوبعدی (کرنش مسطح) flac انجام می شود. به کمک برنامه نویسی در fish که در این بسته نرم افزاری وجود دارد، می توان رفتارهای واقعی و غیرخطی خاک را تا حد قابل قبولی مدل کرد. هدف اصلی، بررسی عملکرد دیوارهای میخ کوبی شده بلند و طراحی بهینه و کاربردی کردن آنها در مناطقی است که سازه های مجاور به تغییرشکل حساس هستند.پس از معرفی اجزای مختلف یک سیستم میخ کوبی شده و معرفی انواع گسیختگی موجود، به اختصار به بررسی اندرکنش خاک و میخ و نحوه تخمین ظرفیت بیرون کشش میخ پرداخته شده است. اکثر مطالعات آزمایشگاهی انجام شده در این زمینه مربوط به بررسی تأثیر پارامترهایی نظیر دانسیته خاک، میزان سربار و زبری سطح تماس بین خاک و میخ و اینکه چگونه می توان اندرکنش خاک و میخ را در آزمایشگاه مدل نمود، می باشد. بخش دیگری از تحقیقات آزمایشگاهی نیز مربوط به تعیین نیروی کششی فعال شده درون میخ ها و توزیع فشار افقی پشت دیوار است. با دقت در فعالیت های گذشته مشخص می شود که هیچ گاه مطالعات جامع و کاملی در مورد تأثیر عوامل مختلف نظیر خصوصیات میخ، دوغاب، پوشش و خاک بر روی عملکرد دیوار و نحوه تغییرشکل های آن انجام نشده است. مطالعات عددی انجام شده نیز تنها به مدل سازی سیستم و عملکرد آن و مقایسه با نتایج واقعی پرداخته است و هیچ گاه مطالعات پارامتریک گسترده ای که در برگیرنده تأثیر پارامترهای مختلف در طراحی باشد انجام نشده است. نتایج مدل سازی نشان داد که پایدارسازی گودهایی که در مجاورت سازه های حساس قرار دارند به کمک روش میخ کوبی مستلزم رعایت نکات زیر می باشد. در نظر گرفتن طول h0.9 برای میخ ها برای گودهای تا ارتفاع 15 متر و h1.1 برای گودهای بلند تر، درصورتیکه شرایط اقتصادی اجرایی و محیطی اجازه استفاده از میخ هایی با چنین طولهایی را بدهد.افزایش قطر میخ ها تا حدامکان بدون نیاز به افزایش ضخامت دوغاب روی آن و اجرای میخ ها بصورت افقی و یا با شیب کم و حداکثر تا زاویه 10 درجه زیر افق، مشروط به آنکه بتوان تمام مراحل دوغاب زنی را کنترل نمود. کاهش فاصله میخ گذاری، بخصوص در گودهای عمیق، حداکثر تا 1 متر و نهایتاً پایین نگه داشتن ضخامت پوشش در گودهای عمیق.همچنین می توان با توجه به شرایط اقتصادی، اجرایی و ارتفاع دیوار، با ایجاد سکو از تغییرشکل های افقی به میزان قابل توجهی کاهش داد.درصورتیکه نتوان از موارد فوق برای بهینه سازی طراحی استفاده نمود، می توان با اجرای یک و یا دو ردیف مهار پیش تنیده تغییرشکل ها را کاهش داد.