ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة عددية لتدعيم حفرية غضارية بصف من الأوتاد المدعمة بالشدادات

Numerical Study of Excavation In Soil Clay Support by Piles with Anchors

1088   0   1   0.0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2020
  مجال البحث الهندسة الإنشائية
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

تعتبر الجدران الوتدية المدعمة بالشدادت من أكثر طرق التدعيم الهندسية انتشاراً واستخداماً. سيتناول هذا البحث إجراء دراسة عددية لتدعيم حوض تأسيس الترب الغضارية الضعيفة مع وجود منسوب للمياه قريب من سطح الأرض. هذا البحث يتناول أيضاً دراسة سلوك الجدران الوتدية المدعمة بعدة صفوف شدادات، من خلال إجراء دراسة بارامترية عددية باستخدام برنامج (2D/Plaxis). هذه الدراسة تشمل أهم العوامل المؤثرة على استقرارهذا النوع من الجدران ومن ضمنها (زاوية ميل الشدادات، التباعد الشاقولي بين صفوف الشدادات،بعد أول صف للشدادات عن سطح الأرض). تم دراسة تأثير هذه العوامل على استقرار الجدار وإظهار مخططات الانتقالات خلف الجدار، وتبيان أفضل توضع للشدادات، بحيث تعطي أفضل فعالية للشدادات وأقل قيم للانتقالات الأفقية للجدار، وتؤمن أفضل توضع ممكن أن يساهم في تخفيف الكلفة الاقتصادية لهذا النوع من تدعيم المنشآت الهندسية.


ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة العددية سلوك الجدران الوتدية المدعمة بالشدادات في الترب الغضارية باستخدام برنامج Plaxis/2D. تشمل الدراسة تحليل تأثير عدة عوامل على استقرار الجدران، مثل زاوية ميل الشدادات، التباعد الشاقولي بين صفوف الشدادات، وبعد أول صف شدادات عن سطح الأرض. تهدف الدراسة إلى تحديد أفضل وضعية للشدادات لتحقيق الاستقرار الأمثل للجدران وتقليل التكلفة الاقتصادية. تم استخدام النمذجة العددية بطريقة العناصر المنتهية لتحليل النتائج ومناقشتها، مع التركيز على تحقيق أفضل تصميم ممكن من الناحية الاقتصادية والعملية. أظهرت النتائج أن استخدام صف شدادات واحد بزاوية ميل 15 درجة وبعد 25% من ارتفاع حوض التأسيس عن سطح الأرض هو الأمثل لتحقيق الاستقرار وتقليل الانتقالات الأفقية للجدار.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر هذه الدراسة مهمة في مجال الهندسة المدنية، حيث تقدم حلاً عملياً وفعالاً لتدعيم الجدران الوتدية في الترب الغضارية. ومع ذلك، يمكن أن تكون هناك بعض النقاط التي تحتاج إلى مزيد من التوضيح. على سبيل المثال، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى تأثير العوامل البيئية المختلفة مثل التغيرات المناخية أو الزلازل على استقرار الجدران. كما أن الدراسة اعتمدت بشكل كبير على النمذجة العددية دون إجراء تجارب ميدانية، مما قد يؤثر على دقة النتائج. من المستحسن إجراء تجارب ميدانية لدعم النتائج العددية وتقديم توصيات أكثر شمولية.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي العوامل الرئيسية التي تم دراستها في البحث لتحديد استقرار الجدران الوتدية المدعمة بالشدادات؟

    العوامل الرئيسية التي تم دراستها تشمل زاوية ميل الشدادات، التباعد الشاقولي بين صفوف الشدادات، وبعد أول صف شدادات عن سطح الأرض.

  2. ما هو البرنامج المستخدم في النمذجة العددية في هذه الدراسة؟

    تم استخدام برنامج Plaxis/2D للنمذجة العددية بطريقة العناصر المنتهية.

  3. ما هي الزاوية المثلى لميل الشدادات لتحقيق أفضل استقرار للجدران الوتدية؟

    الزاوية المثلى لميل الشدادات هي 15 درجة.

  4. ما هي التوصيات المستقبلية التي قدمها الباحث لإجراء دراسات إضافية؟

    يوصى بإجراء دراسات بارامترية باستخدام برامج عددية للنمذجة ثلاثية الأبعاد لتقديم تمثيل أدق ونتائج أكثر دقة، بالإضافة إلى التوسع في دراسة بارامترات أخرى مثل نوع التربة المحجوزة ومواصفاتها.


المراجع المستخدمة
Anno . F , E, " Application of Submerged Grouted Anchors in Sheet Pile Qua li t y Walls ", 2014, DICAM
Chavda. J, " Finite element modelling of extent of failure zone in c - θ soil at the cutting edge of open caisson ", 2015
قيم البحث

اقرأ أيضاً

تعد مسألة ثبات المنحدرات وتأمين استقرارها من المشاكل الجيوتكنيكية الأساسية نظراً للأضرار الكبيرة (المادية و المعنوية) المرتبطة بالانهيار. يهدف هذا البحث إلى دراسة تأثير وجود الأوتاد على استقرار المنحدر المحمل بحمولة أساس شريطي على سطحه , و دراسة ال بارامترات المؤثرة على الاستقرار] البعد عن قمة المنحدر(X) , التباعد بين الأوتاد (S) , طول الوتد L)) , بعد طرف الأساس الشريطي عن قمة المنحدر (b)[ . لقد تم إنجاز البحث على مرحلتين : في المرحلة الأولى تم تشكيل نموذج عددي لمنحدر رملي باستخدام (برنامج FLAC3D) و حساب هبوط الأساس الموجود على سطح المنحدر قبل التدعيم بالأوتاد و بعده, و مقارنة النتائج مع نتائج مخبرية مرجعية (حالة مرجعية) , حيث أعطت النتائج العددية تقارباً مقبولاً مع النتائج المخبرية. أما المرحلة الثانية فتناولت دراسة بارامترية لأهم العوامل المؤثرة على استقرار المنحدر المدعم مثل (طول الأوتاد , التباعد بين الأوتاد, بعدها عن قمة المنحدر و بعد الأساس عن طرف المنحدر), حيث أظهرت الدراسة البارامترية أن تنفيذ الأوتاد بالقرب من قمة المنحدر أكثر فعالية في التدعيم حيث لوحظ زيادة عامل استقرار المنحدر المحمل بازدياد قرب الأوتاد من القمة و أعظم قيمة لمعامل الأمان كانت عند النسبة X=0.7Lx , كما أن استقرار المنحدر يعتمد بشكل ملحوظ على طول الوتد حيث يزداد عامل استقرار المنحدر المحمل بزيادة طول الأوتاد حتى الوصول إلى طول حدي للأوتاد يساوي ارتفاع المنحدر. أظهرت الدراسة الحالية فعالية الأوتاد في زيادة قدرة التحمل الحدية مع زيادة بعد الحمولة عن طرف المنحدر و نلاحظ ثبات قدرة التحمل الحدية عند زيادة بعد الأساس عن طرف المنحدر لمسافة تزيد عن b=3B . من جهة أخرى ينخفض عامل الاستقرار بزيادة التباعد بين الأوتاد حيث يبدأ تأثير الأوتاد بالتلاشي تقريباً عند زيادة التباعد عن ستة أضعاف قطر الوتد في حالة المنحدرات المحملة على سطحها (UBCR<1.1).
يهدف هذا البحث بشكل أساسي لدراسة الفائدة المثلى من استخدام حقائب الجيوغريد المصنعة (Soilbags) كتسليح لتحسين قدرة تحمل التربة و تخفيض الهبوط تحت الأساسات المستمرة المنفذة على تربة غضارية. لتحقيق هذا الهدف تم إجراء نمذجة عددية بطريقة FEM، لدراسة سلوك ا لتربة المسلحة تحت الأساس، و لإجراء دراسة بارامترية لأهم العوامل المؤثرة على قدرة تحمل التربة و أهمها موقع الحقائب المصنعة تحت الأساس. أظهرت نتائج التحليل العددي أن إضافة طبقة تسليح من الحقائب المصنعة إلى التربة يحسن من قدرة تحمل التربة بشكل واضح كما أنه يؤدي إلى تخفيض الهبوط الناتج تحت الأساس، و إن وضع التسليح في التربة المسلحة يؤدي إلى توزيع للحمولات على مساحة أكبر بالتالي يؤدي إلى الإقلال من تركيز الإجهادات و يسبب توزع أفضل لهذه الإجهادات. و هذه الإعادة في توزيع الإجهادات تحت طبقات التسليح تؤدي إلى تخفيض الهبوط في الطبقات ذات قدرة التحمل الضعيفة التي تليها.
يتضمن هذا البحث دراسة عددية بطريقة العناصر المنتهية تهدف إلى تقييم قابلية و دقة استخدام طريقةِ الإستجابة للصدمة غير المخربة في تَخمين الطولِ و المقطع العرضي لوتد بيتوني سليم (غير مشوه) في المجالين الزمني و الترددي. من أجل ذلك، قمنا بوضع موديل عددي من اسب للمسألة يعتمد على نمذجة كل من قوة الصدم (حمولة نبضية) و وسط الإنتشار (التربة + الوتد) و إدخاله في برنامج الحساب العددي ABAQUS. قمنا بتحقيق الموديل العددي على نتائج قياسات حقلية حصلنا عليها بنتيجة البحث المرجعي و وجدنا تقارباً جيداً بين القياسات و النتائج العددية. بعد ذلك قمنا بتطبيق الموديل على مثال نموذجي بهدف دراسة إنتشار الإهتزاز في الوتد و الناتج عن الحمولة النبضية المطبقة على رأس الوتد و توصلنا الى رسم منحني الإستجابة الميكانيكية للوتد و تحديد كل من طوله و مساحة مقطعه. أخيراً، أجرينا دراسة بارامترية لأهم العوامل المؤثرة على إنتشار الإهتزاز الناتج عن الحمولة النبضية المطبقة على رأس الوتد (صلابة التربة المحيطة بالوتد، طول الوتد المغروز في التربة) و تأثيرها على دقة التنبؤ بطول الوتد و سطح مقطعه. أجريت الدراسة البارامترية في مجالين: الزمني اعتماداً على التحليل المباشر للسجلات الزمنية للانتقال و السرعة الجزيئيين، و الترددي اعتماداً على تحليل منحني الإستجابة الميكانيكية للوتد. تمكننا نتائج هذا البحث من استخدام الموديل العددي المقترح للحصول عددياً على السجلات الزمنية للانتقال و السرعة الجزيئيين و كذلك منحني الإستجابة الميكانيكية المحسوبة عند رأس الوتد و التي تشكل مخططات مرجعية تستخدم لاحقاً للمقارنة مع المخططات المماثلة الناتجة عن الاختبار الحقلي للأوتاد المنفذة و التوصل بالنتيجة إلى اختبار سلامة الأوتاد و كشف التشوهات في جسمها إن وجدت. كذلك يمكننا من تحديد حدود استخدام كل من طريقتي التحليل المعتمدتين في البحث و اختيار الأفضل بينهما حسب الحالة المدروسة.
يهدف هذا البحث بشكل أساسي لدراسة الفائدة المثلى من استخدام الشرائح الجيوتكنيكية المصنعة (Geogrid) كتسليح لتحسين قدرة تحمل التربة و تخفيض الهبوط تحت الأساسات المستمرة المنفذة على تربة غضارية. لتحقيق هذا الهدف تم إجراء نمذجة عددية بطريقة FEM، لدراسة سل وك التربة المسلحة تحت الأساس، و لإجراء دراسة بارامترية لأهم العوامل المؤثرة على قدرة تحمل التربة و أهمها موقع طبقة الجيوغريد تحت الأساس. و قد أظهرت نتائج التحليل العددي أن إضافة طبقة تسليح إلى التربة يمكن أن يحسن من قدرة تحمل التربة بشكل واضح كما أنه يؤدي إلى تخفيض الهبوط الناتج تحت الأساس، و إن التشوه الحاصل في شرائح التسليح مرتبط بشكل مباشر بالهبوط، و وضع التسليح في التربة المسلحة يؤدي إلى توزيع للحمولات على مساحة أكبر و يؤدي إلى الإقلال من تركيز الإجهادات و يسبب توزع أفضل لهذه الإجهادات. و هذه الإعادة في توزيع الإجهادات تحت طبقات التسليح تؤدي إلى تخفيض الهبوط في الطبقات ذات قدرة التحمل الضعيفة التي تليها.
يمثل هذا البحث محاولة إنشاء قاعدة معطيات أولية عن تجارب تحميل الاوتاد البيتونية المدقوقة في التربة الرملية, و قد اعتمد البحث على تحليل عدد كبير من منحنيات تجارب التحميل المتوفرة و تقييمها, و درس تغير قيمة التحمل الحدية للوتد المأخوذة من تجارب التحمي ل بدلالة عدة بارامترات (الكثافة النسبية للرمل, طول الوتد المغروز في الطبقة, قطر الوتد المدقوق), و بناء على النتائج اقترحت علاقة تقريبية أولية لحساب قوة التحمل الحدية للاوتاد المدقوقة في الرمل, و من ثم أجريت مقارنات بين الطريقة المقترحة و بين الطرائق الحسابية التحليلية كذلك بينها و بين نتائج الحساب وفق بعض الكودات العالمية المتوفرة (الامريكي, الروسي, الالماني). تقدم العلاقة التقريبية طريقة سهلة و بسيطة لحساب قوة تحمل الوتد البيتوني المدقوق في التربة الرملية بحسب درجة ارتصاصها, و طول الوتد المغروز فيها و قطره, و يمكن اعتبار الطريقة المقترحة مقدمة للمتابعة في تطوير البحث ليشمل أنواعاً أخرى من الترب.
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