ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة سلوك و استقرار الجدران الاستنادية الحجرية المصنعة (SRW) تحت تأثير الأحمال الستاتيكية و الزلزالية

Stability Analysis And Behavior Of Segmental Stone Retaining Walls (SRW) Under Static And Seismic Loadings

2390   1   76   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
  مجال البحث الهندسة الجيوتكنيكية
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

تعتبر الجدران الاستنادية من أكثر أنواع المنشآت الهندسية انتشاراً و كانت الجدران الاستنادية تنفذ من الأحجار الطبيعية قبل اكتشاف البيتون، حيث تعتبر الحجارة الطبيعية من أوائل المواد التي استخدمها الانسان في بناء المنشآت الهندسية منذ آلاف السنين، و تشهد على ذلك العديد من المنشآت في الحضارات القديمة التي لاتزال آثارها موجودة حتى الآن. و بعد اكتشاف البيتون و البيتون المسلح قلت نسبياً الجدران الاستنادية المنفذة من الأحجار الطبيعية، و لكن رغم هذه السنين لم تفقد ألقها و بريقها حتى الآن، و ازداد الاهتمام في السنوات الأخيرة بمواد البناء الجديدة التي تتركب من أحجار مصنعة حيث تم استخدامها إلى جانب مواد البناء التقليدية في عدة مجالات سواء في الهندسة الجيوتكنيكية أو الأبنية ....الخ, فهي لا تقدم حلولا تقنية بسيطة و حسب بل تعتبر مرغوبة بشكل كبير لأسباب جمالية و لسهولة تنفيذها و مقاومتها للعوامل الخارجية ، إضافة إلى انها تقدم حلولاً اقتصادية بكلفة محدودة مقارنة بالجدران الاستنادية التقليدية من البيتون المسلح. و هذا البحث يتناول دراسة سلوك هذه الجدران الاستنادية الحجرية تحت تأثير الأحمال الستاتيكية و الديناميكية و دراسة بارامترية لأهم العوامل المؤثرة على استقرار هذه الجدران.


ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة سلوك واستقرار الجدران الاستنادية الحجرية المصنعة (SRW) تحت تأثير الأحمال الستاتيكية والزلزالية. تعتبر الجدران الاستنادية من أقدم أنواع المنشآت الهندسية التي استخدم فيها الإنسان الأحجار الطبيعية قبل اكتشاف البيتون. ومع تطور مواد البناء، ظهرت الأحجار المصنعة كبديل اقتصادي وجمالي للأحجار الطبيعية. يهدف البحث إلى دراسة استقرار وسلوك هذه الجدران باستخدام الطرق التحليلية، مع التركيز على تأثير زاوية ميل الجدار وزاوية ميل التربة خلف الجدار، وكذلك تأثير مقاومة القص بين الأحجار. تم استخدام طريقة القوازن الحدي ونظرية كولومب لحساب معامل الدفع الجانبي وقوة ضغط التربة الجانبي الفعال في الحالة الستاتيكية، وطريقة مونونوبي أوكابي في الحالة الزلزالية. أظهرت النتائج أن الاستقرار الداخلي هو العامل الحاسم في استقرار الجدران، وأن زاوية ميل الجدار عن الشاقول تلعب دوراً هاماً في زيادة الاستقرار. كما أن وجود مفاتيح القص بين الأحجار يزيد من استقرار الجدران بشكل كبير. توصي الدراسة بإجراء المزيد من الأبحاث باستخدام موديلات تجريبية وطرق تحليل أخرى مثل التحليل العددي والستاتيكي والديناميكي.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر هذه الدراسة مهمة في مجال الهندسة الجيوتكنيكية، حيث تقدم حلولاً اقتصادية وجمالية لمشاكل استقرار الجدران الاستنادية. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض النقد البناء للدراسة. أولاً، الاعتماد الكبير على الطرق التحليلية قد يقلل من دقة النتائج في بعض الحالات، لذا كان من الأفضل تضمين تجارب ميدانية أو نماذج تجريبية لدعم النتائج. ثانياً، الدراسة تركز بشكل كبير على الأحمال الستاتيكية والزلزالية، ولكنها لم تتناول بشكل كاف تأثير العوامل البيئية الأخرى مثل التآكل أو التغيرات المناخية. أخيراً، يمكن أن تكون الدراسة أكثر شمولية إذا تم تضمين تحليل اقتصادي مفصل لتكلفة الجدران الاستنادية الحجرية مقارنة بالبدائل الأخرى.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الأهداف الرئيسية لهذه الدراسة؟

    تهدف الدراسة إلى تحليل سلوك واستقرار الجدران الاستنادية الحجرية المصنعة تحت تأثير الأحمال الستاتيكية والزلزالية، مع التركيز على تأثير زاوية ميل الجدار وزاوية ميل التربة خلف الجدار، وكذلك تأثير مقاومة القص بين الأحجار.

  2. ما هي الطريقة المستخدمة في الدراسة لتحليل استقرار الجدران؟

    تم استخدام طريقة القوازن الحدي ونظرية كولومب لحساب معامل الدفع الجانبي وقوة ضغط التربة الجانبي الفعال في الحالة الستاتيكية، وطريقة مونونوبي أوكابي في الحالة الزلزالية.

  3. ما هي النتائج الرئيسية التي توصلت إليها الدراسة؟

    أظهرت النتائج أن الاستقرار الداخلي هو العامل الحاسم في استقرار الجدران، وأن زاوية ميل الجدار عن الشاقول تلعب دوراً هاماً في زيادة الاستقرار. كما أن وجود مفاتيح القص بين الأحجار يزيد من استقرار الجدران بشكل كبير.

  4. ما هي التوصيات التي قدمتها الدراسة لمزيد من الأبحاث؟

    توصي الدراسة بإجراء المزيد من الأبحاث باستخدام موديلات تجريبية وطرق تحليل أخرى مثل التحليل العددي والستاتيكي والديناميكي.


المراجع المستخدمة
BATHURST,R.J ; CAI, Z. Pseudo – Static Seismic Analayses of Geosynthetic - Reinforced Segmental Retaining Wall. Geosynthetics International, Vol.2, No.5,1995, pp.787-830
SAM M. B; HELWANY. M; BUDHU, and DAVID McCALLEN. Seismic Analysis of Segmental Retaining Walls.2001
RICHARD BATHURST. SRW's and geosynthetic reinforcements have revolutionized Civil Engineering for earth retaining structures.1999
قيم البحث

اقرأ أيضاً

تم البحث بسلوك جدران القص البازلتية للمباني المتبقية من العصور الغابرة كبحث تجريبي، و مقاومتها للعوامل الطبيعية و الحمولات الأفقية الناتجة عن الرياح و الزلازل، للاستفادة منها في الحفاظ على المباني الحديثة و المرتبطة ببلاطات و جوائز كجدران قص أفقية عل ى الارتفاع الطابقي في المناطق الحارة و الباردة في القارة الأفريقية و الأسيوية و مناطق أخرى مشابها لها على السواء، للاستعاضة بها عن جدران القص الخرسانية المسلحة و المعدنية التي تفقد مقاومتها للعوامل المذكورة أعلاه. لدى معاينة الأبنية و توضع الشقوق الرأسية و المائلة الناتجة عن الحمولات الجانبية، تبين أن ظهور الشقوق يتعلق بصلادة مقطع الجدار و بمواصفات الحجر البازلتي و تصميم قاعدة الجدار . تم البحث لتحديد المتانة و نفوذية الماء و المقاومة على الضغط و الشد لعينات من الأحجار البازلتية المستخدمة في الأبنية الحجرية التاريخية و مواقع تواجدها بالطرائق المخبرية. تم حساب الشدة الزلزالية على واجهة البناء في مستوى البلاطات بالتوافق مع المواصفات و الاشتراطات الدولية مع الاقتراح لطريقة حساب الجدار الحامل من الحجر البازلتي لبناء من عدة أدوار و قبو أخذين بعين الاعتبار المقاومة المميزة للبازلت حسب كثافته على الضغط و الشد و معامل الحجر البازلتي في العملية الحسابية.
تعد الجمل الإطارية أحد أنواع الجمل الإنشائية لمقاومة الأحمال الزلزالية ، يتم رفع كفاءة هذه الإطارات بطرائق عدة و تعتبر إضافة صفائح معدنية ضمن مجاز الإطار لتعمل كجدران قص إحدى هذه الطرق. يهدف هذا البحث إلى دراسة أثر تقوية الإطارية البيتونية بإضافة صف ائح معدنية كجدران قص ضمن مجاز الإطار. تم في هذه الدراسة استخدام التحليل العددي باستخدام نظرية العناصر المحدودة (Finite Element Method) و اعتماد التحليل اللاخطي الذي يأخذ بعين الاعتبار لاخطية المادة و أثر التشوهات الكبيرة (Geometrically and Materially Non-Linear Analysis, GMNLA). تم في هذا البحث استخدام طريقة الدفع الجانبي المتزايد (Pushover) لدراسة تصرف الإطار البيتوني المملوء بصفيحة معدنية على مقاومة الأحمال الجانبية، كما تم دراسة أثر سماكة الصفيحة في هذه المقاومة. إضافة إلى ذلك تمت دراسة أثر صنع فتحة في هذا الإطار و أثر ذلك في المقاومة من حيث بعد الفتحة و تموضعها. يبين هذا البحث أن تقوية الإطارات البيتونية بجدار قص معدني مع أو بدون فتحة و بسماكة صغيرة قد أدى إلى زيادة المقاومة بشكل كبير بالإضافة إلى خفض الانتقال.
يعتبر كل من التربيط المعدني و الصفائح المعدنية العاملة كجدران قص من أشهر الطرق المتّبعة في تقوية الإطارات المعدنية على الأحمال الزلزالية. تم في هذا البحث دراسة جدوى استخدام صفيحة معدنية كبديل عن التربيط الفولاذي من الناحية الإنشائية و ذلك بإجراء ت حليل عددي باستخدام طريقة العناصر المحدودة (FEM) و استخدام التحليل اللاخطي الذي يأخذ بعين الاعتبار لاخطية المادة و لا خطية التشوهات الكبيرة مع أخذ سوء الصنع بعين الاعتبار (GMNIA). حيث تمت مقارنة الإطار المدعم بالتربيط . المعدني و الإطار المدعم بالصفيحة المعدنية، ثم بعد ذلك تم زيادة سماكة الصفيحة المعدنية و مساحة مقطع التربيط و بيان أثر هذه الزيادة على السلوك الزلزالي للإطار. بينت هذه الدراسة الفائدة الكبيرة المحققة من إضافة عنصر التقوية من خلال تحسين المقاومة و الطاقة المبددة و المطاوعة. و كذلك تم تجربة تغيير نسبة عرض الإطار إلى ارتفاعه و ذلك لتحديد نوعية التدعيم الأفضل من حيث المقاومة و مقدار الطاقة المبددة حيث تبين أن التربيط المعدني أفضل من الصفيحة المعدنية عندما يكون عرض فتحة الإطار أقل من ثلاثة أضعاف ارتفاعه، أما في الفتحات التي يزيد فيها عرض الإطار عن ثلاثة أضعاف ارتفاعه فيفضل استخدام الصفيحة المعدنية.
تستخدم الإطارات البيتونية المقاومة للعزوم في الأبنية المنخفضة إلى متوسطة الارتفاع في المناطق الزلزالية استخداماً كبيراً. تتصرف هذه الإطارات تصرفاً جيداً عندما تتعرض لحركات زلزالية قوية إذا كانت مصممة بحيث تبدد الطاقة الزلزالية المدخلة من خلال التشوه ات في المجال اللدن، و من ثم تصبح الوصلات بين الجوائز و الأعمدة مكونات حرجة في أداء هذه المنشآت. في الوصلات التقليدية للإطارات لا يتجاوز عرض الجائز عرض العمود المتصل معه، إلا أنه في كثير من الحالات توجد حاجة لاستخدام جوائز مخفية ذات عرض أكبر من عرض العمود نظراً إلى سهولة تركيب القالب و سرعته و تقليل الارتفاع الطابقي المطلوب. تستخدم الإطارات البيتونية المقاومة للعزوم الحاوية على جوائز مخفية بشكل واسع على الرغم من قلة المعلومات عن أدائها تحت تأثير الحمولات الزلزالية، الأمر الذي جعل غالبية كودات التصميم تقيد استخدام وصلات جائز مخفي_عمود في المناطق الزلزالية.
يعد التصليد السطحي بواسطة القذف بالكرات المعدنية (S-P) هو أحد الطرائق المستخدمة بشكل واسع لزيادة صلادة السطوح لخلائط الألمنيوم و التي تؤدي بدورها إلى زيادة مقاومة التعب لتلك الخلائط و ذلك بتوليد إجهادات ضغط متبقية على السطح تعيق نشوء الشق و حركته, و لكن في بعض الحالات يحدث العكس حيث تنخفض مقاومة التعب بسبب تولد شقوق صغيرة على السطح, أجريت الدراسة على نوعين من خلائط الألمنيوم 1050A و 2219, حيث تم الحصول على منحنى ويلر S- N) curve) في حالة التصليد و دونها و لكل من الخلائط أعلاه. كذلك وضعت برامج تحميل(منخفض-عال, عال-منخفض). بينت الدراسة انخفاض عمر التعب بنسبة (% 23 ) و ذلك للخليطة 1050A بسبب حدوث خشونة سطحية تؤدي إلى تكون إجهادات موضوعية عالية تساعد في نشوء الشقوق و تقدمها. أما الخليطة 2219 فقد ازداد عمر التعب لها بنسبة (38%) بسبب حدوث إجهادات ضغطية متبقية تعيق حركة الشقوق.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا