الگو‌های پایدارسازی گود به روش چینش نیلینگ

همه چیز درباره الگو‌های پایدارسازی گود به روش چینش نیلینگ در کنج‌های محدب

مرادی و همکاران در مقاله‌ای الگو‌های پایدارسازی گود به چینش نیلینگ در کنج‌های محدب گود و ارزیابی تأثیر آرایش نیل‌ها بر رفتار دیوار را بررسی کردند. آنان به طراحی و ساخت 4 مدل آزمایشگاهی سانتریفیوژ به ابعاد 800×550×500 میلیمتر مکعب و با مشخصات مصالح یکسان پرداختند. برای این مطالعه خاک از نوع ماسه 161 فیروزکوه با زاویه اصطکاک 32 درجه و وزن مخصوص 18.75 کیلونیوتن بر مترمکعب در نظر گرفته شد. سایر مشخصات خاک در جدول (1-2) ارائه شده است:

برای شبیه‌سازی نیل‌های دیوار مسلح شده از لوله‌های آلومینیومی به قطر 5 میلی متر و ضخامت 1 میلی متر استفاده شده است. تنش تسلیم و مدول الاستیسیته نیل‌های مدل به ترتیب MPa 100 و GPa 69 بود و از طول‌های 150 و 200 میلی متر در مدل‌ها استفاده شده است. برای شبیه سازی رفتار گروت، از یک لایه مخلوط اپوکسی با شن و ماسه به ضخامت 0.4 میلی متر روی سطح خارجی لوله‌ها بهره‌گیری شد.

در مورد روش جت گروتینگ یا تزریق پر فشار چه میدانید؟ کلیک کنید

رویه در هر چهار آزمایش از ورق‌های پلی کربنات جامد به ضخامت 1 میلی متر تشکیل شده است که مقاومت کششی آن MPa 75، مقاومت خمشی MPa 100 و مدول الاستیسیته GPa 3 بود. لوله‌های آلومینیوم با مهره‌های فولادی که روی لوله‌ها پیچ می‌شدند به رویه متصل شدند. در مدل‌ها برای انتقال بهتر بار میان رویه و نیل‌ها، از واشرهای پلاستیکی به قطر 19 میلی متر و ضخامت 4 میلی متر بین مهره‌ها و رویه استفاده شد.

در این مطالعه 2 نوع آرایش عمود بر سطح دیواره (PDD) و موازی با نیمساز گوشه محدب (PRR) در نظر گرفته شد (شکل(24-2)) با 4 نوع طرح چینش نیل-خاک‌ها به آزمایش گذاشته شد (شکل(2-25)):

• در آزمایش اول برای مقایسه تغییرشکل با نتایج هندسه‌های سه آزمایش و بررسی اثرات مرزی بر تغییرشکل مدل، یک مدل کرنش مسطح در نظر گرفته شد.
• آزمایش دوم برای ارزیابی عملکرد الگوی PDD در کنترل تغییرشکل دیوار انجام شد.
• آزمایش سوم برای ارزیابی عملکرد الگوی PRR انجام شد.
• پس از تحلیل نتایج آزمایش سوم، مشخص شد اتصال لبه کنج به تقویت نیاز دارد. بنابراین، در آزمون چهارم رویه‌های جانبی کنج محدب (دو ورق جامد) در تقاطعشان به هم محکم (نزدیک به حالت صلب) متصل شده‌اند. آزمایش چهارم نیز دارای الگوی PRR با تراکم نیل برابر با آزمایش دوم بود.

شکل(‏2‑24) الگوی چینشی نیل‌ها در کنج محدب الف) الگوی PDD ب) الگوی PRR  [23]

در طول آزمایش‌های دوم و سوم سر نیل‌ها در امتداد خط رویه دیوار، 5 سانتی متر از یک دیگر فاصله داشتند. به عبارت دیگر فاصله افقی نیل‌ها در آزمایش سوم کمتر از 5 سانتی متر بود و در نتیجه تراکم نیل آزمایش سوم بیشتر از آزمون دوم بود. همچنین رویه‌های سه آزمایش اول انعطاف پذیر و تنها در آزمایش چهارم از رویه صلب استفاده شده است. در تمام آزمایش‌ها، شتاب سانتریفیوژ به تدریج تا 40g افزایش یافت.

برای از بین بردن اصطکاک مرزی در جدار محفظه نگهدارنده سانتریفیوژ، از ورق‌های نازک و شفاف پرسپکس و روغن سیلیکون استفاده شد. سپس یک لایه خاک به ضخامت 50 میلی متر با تراکم نسبی 60٪ به عنوان خاک بستر مدل روی کف محفظه ریخته شد (شکل(28-2)). همچنین برای جلوگیری از تداخل نیل‌های دو طرف کنج محدب در الگوی PDD، فاصله‌ای 10 میلی متری میان نیل‌ها ایجاد شد.

شکل(‏2‑25) نمای بالا از 4 آزمایش سانتریفیوژ انجام شده (ابعاد بر حسب سانتیمتر)  [23]

شکل(‏2‑26) مقطع عرضی مدل  [23]

شکل(‏2‑27) محل LVDT[1] در مدل   الف) دیوار تخت  ب) دیوار با کنج محدب  [23]

نتایج مهم حاصل از مطالعه مرادی و همکاران به شرح زیر است:

1. با توجه به نمودار آزمایش اول از شکل (29-2) با وجود حذف قابل قبول اصطکاک جدار مدل، اختلاف ناچیزی بین جابه‌جایی افقی اندازه‌گیری شده توسط LVDT 1 و LVDT 3 وجود دارند. شکل (2-29) همچنین نشان می‌دهد که حداکثر جابه‌جایی افقی در آزمایش دوم با الگوی PDD در نوک کنج (LVDT 1) رخ داده است، در حالی که حداکثر جابه‌جایی افقی در آزمایش‌های سوم و چهارم با الگوی PRR در وسط دیواره‌های کناری کنج رخ داده است (LVDT 2). از این موارد می‌توان نتیجه گرفت که الگوی تغییرشکل دیوارهای نیلینگ شده به شدت تحت تأثیر الگوی افقی نیل‌ها قرار گرفته است.

شکل(‏2‑29) نتایج جابه‌جایی افقی تجمعی مدل‌ها  [23]

[1] Linear Varible Differential Transformer