بررسی رفتار دیوار مقاوم‌شده به‌وسیله مهارگذاری در برابر انفجار سطحی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علم و صنعت ایران

2 دانشگاه جامع امام حسین(ع)

چکیده

گودبرداری فضاهای زیرزمینی، مکان‌هایی را برای کاربردها پدافندی و نظامی مهیا می‌کند. پایداری دیواره گودبرداری، یکی از مسائل مهم در زمینه­ ژئوتکنیک است. ازجمله روش‌های پایداری دیواره گودبرداری استفاده از مهارهای فولادی است. این مهارها سطح دیواره را به خاک پشت آن می‌دوزند و بدین طریق پایداری دیواره را فراهم می‌نمایند. در این پژوهش رفتار دیواره مهارگذاری­شده توسط میخکوبی، انکراژ        و ترکیبی از میخکوبی و انکراژ در نرم‌افزار اجزاء محدود Abaqus در برابر بار انفجار، مورد ارزیابی قرارگرفته است. همچنین المان‌های     مسلح­کننده در دیواره‌های مختلف به‌گونه‌ای قرار داده شده است که ضریب اطمینان پایداری برابر 5/1 به­دست آید. مدل‌های عددی به‌گونه‌ای انتخاب گردیده‌اند که بهترین طرح برای مقابله با بار دینامیکی ناشی از انفجار مشخص گردد. بار انفجار اعمالی در نرم‌افزار معادل انفجار 120 کیلوگرم TNT است و این بار در فاصله‌ 3 برابری عمق گود بر روی سطح زمین اعمال گردیده است. هم­چنین مدل‌سازی دیواره­ پایدارشده به روش تمام انکر، در حالت استاتیکی صحت­سنجی شده است. بر اساس نتایج، تغییر شکل تاج دیواره مهارشده پس از انفجار در مدل‌های مختلف 5 تا 65 برابر به نسبت قبل از انفجار و تغییر شکل اولیه ناشی از بار استاتیکی وارده به دیواره پس از پایان گودبرداری، افزایش یافت. در آنالیز استاتیکی، دیواره‌ای که صرفاً با استفاده از روش میخکوبی (نیل­گذاری) پایدار شده، بیش‌ترین مقدار تغییر شکل را به نسبت سایر مدل‌ها نشان داد ولی پس از انفجار، بیش‌ترین مقدار تغییر شکل دیواره، در دیواره پایدارشده به‌وسیله‌ ترکیبی از انکر و نیل، مشاهده شد. میزان ضریب اطمینان پایداری کلی دیواره میخکوبی­شده قبل از انفجار 5/1 بوده و پس‌ازآن به 01/1 رسید. همچنین انفجار باعث افزایشی تا 110 درصدی تنش در مهارها شده است.

کلیدواژه‌ها


[1]     Mobaraki, B.; Vaghefi, M. “Numerical Study of the Depth and Cross-Sectional Shape of Tunnel under Surface Explosion”; Tunn. Undergr. Sp. Tech. 2015, 47, 114-122.##
[2]     Tiwari, R.; Chakraborty, T.; Matsagar, V. “Dynamic Analysis of Underground Tunnels Subjected to Internal Blast Loading”; World Congress of Computational Mechanics (WCCM XI), Barcelona, 2014.##
[3]     Tahmasebzadeh, M.; Tahmasebzadeh, S. “Effect of Using Blast Wave Trap in Tunnels with 90 Degrees Bend on Reduction of Pressure Produced by an Explosion Outside the Tunne”; J. Res. Dev. 2015, 6, 201-210.##
[4]     Yang, Y.; Xie, X.; Wang, R. “Numerical Simulation of Dynamic Response of Operating Metro Tunnel Induced by Ground Explosion”; J. Rock Mech. Geotech. Eng. 2010, 2, 373-384.##
[5]     Lu, Y.; Wang, Z.; Chong, K. “A Comparative Study of Buried Structure in Soil Subjected to Blast Load Using 2d and 3d Numerical Simulations”; Soil Dyn. Earthq. Eng. 2005, 25, 275-288.##
[6]     Wang, Z.; Lu, Y.; Hao, H.; Chong, K. “A Full Coupled Numerical Analysis Approach for Buried Structures Subjected to Subsurface Blast”; Comput. Struct. 2005, 83, 339-356.##
[7]     Hosseini, S. A.; Hosseini, N. “Numerical Modelling of Underground Explosion and Response of Buried Structures Using Coupled Eulerian-Lagrangian Method”; J. Res. Dev. 2018, 9, 325-336.##
[8]     Yogendrakumar, M.; Bathurst, R. J.; Finn, W. L. “Dynamic Response Analysis of Reinforced-Soil Retaining Wall”; J. Geotech. Geoenviron. 1992, 118, 1158-1167.##
[9]     Baziar, M. H.; Rabeti Moghadam, M.; Gholipour, S. “Numerical Investigation of Gravity and Reinforced Soil Wall Performance under Blast Loading”; J. Res. Dev. 2013, 3, 259-267.##
[10]  Xiaolin, W. “Study on Effect of Excavation Blasting on dynamic Stability of Soil Nail Wall at Foundation Pit”; Blasting 1998, 2, 016.##
[11]  Briaud, J. L.; Lim, Y. “Tieback Walls in Sand: Numerical Simulation and Design Implications”; J. Geotech. Eng. 1999, 125, 101-110.##
[12]  Osouli, A.; Hashash, Y. M. “Case Studies of Prediction of Excavation Response Using Learned Excavation Performance”; Int. J. Geoeng. Case Histories 2010, 1, 340-366.##
[13]  Ambrosini, R. D.; Luccioni, B. M. “Craters Produced by Explosions on the Soil Surface”; J. Appl. Mech. 2006, 73, 890-900.##
[14]  Smith, P.; Hetherington, J. “Blast and Ballistic Loading of Structures. Laxtons”; Oxford.1994##
[15]  Xu, Q.; Yin, H.; Cao, X.; Li, Z. “A Temperature-Driven Strength Reduction Method for Slope Stability Analysis”; Mech. Res. Commun. 2009, 36, 224-231.##
[16]  Hsiung, B. C.; Dao, S. D. “Evaluation of Constitutive Soil Models for Predicting Movements Caused by a Deep Excavation in Sands”; Electronic J. Geotech. Eng. 2014, 1, 17325-17344.##