محاسبه ی جابجایی لرزه ای دیوار حائل وزنی بر اساس روش آنالیز حدی

نوع مقاله : Articles

نویسندگان

1 پژوهشگده مهندسی ژئوتکنیک، پژوهشگاه بین­ المللی زلزله­ شناسی و مهندسی زلزله

2 پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله

چکیده

در این مقاله، الگوریتمى جهت محاسبه‌ی جابه‌جایی ماندگار دیوارهاى حائل در شرایط لرزه‌ای ارائه شده است. در این الگوریتم که فرمولاسیون آن بر اساس روش مرز بالای آنالیز حدى پایه‌ریزی شده است، شتاب تسلیم با در نظر گرفتن چسبندگى و زاویه اصطکاک داخلى خاک و نیز لحاظ نمودن چسبندگى و اصطکاک بین خاک و دیوار محاسبه می‌شود. روش پیشنهادی در واقع توسعه‌ی روش میخالفسکی [1] از حالت شیروانی‌ها به دیوارهای حائل است و در آن فرمولاسیونی برای محاسبه‌ی شتاب تسلیم، شکل سطح گسیختگی و جابه‌جایی ماندگار دیوارهای حائل تحت بار زلزله به‌صورت دو بعدی پیشنهاد شده است. به‌علاوه اثر زاویه اتساع خاک، زاویه اصطکاک داخلی خاک، زاویه اصطکاک بین خاک و دیوار، بیشینه شتاب زلزله و ارتفاع دیوار بر میزان جابه‌جایی لرزه‌ای توسط روش ارائه شده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج در حالاتى خاص با دیگر محققان مقایسه شده که صحت اعتبار الگوریتم ارائه شده را به‌خوبی نشان می‌دهد. نتایج مطالعه‌ی انجام شده نشان می‌دهد انتخاب مقادیر زاویه‌ی اتساع خاک و زاویه‌ی اصطکاک بین خاک و دیوار از اهمیت بالایی برخوردار است و تأثیر زیادی بر روی شتاب تسلیم و جابه‌جایی می‌گذارد.

کلیدواژه‌ها


  1. Michalowski, R.L. (2007) Displacement of multiblock geotechnical structures subjected to seismic excitation. Journal of Geotechnical and Geoenviromental Engineering, ASCE, 133(11), 1432-1439.
  2. Richards, R. and Elms, D.G. (1979) Seismic behavior of gravity retaining walls. Journal of the Geotechnical Engineering Division, 105(GT4), 449–64.
  3. Li, X., Wu, W., and He, S. (2010) Seismic stability analysis of gravity retaining walls. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 30, 875–878.
  4. Huang, C.C., and Wang, W.C. (2005) Seismic displacement of a geosynthetic-reinforced wall in the 1995 Hyogo-Ken Nambu earthquake. Soils and Foundations, 45(5), 1-10.
  5. Caltabiano, S., Cascone, E. and Maugeri, M. (2000) Seismic stability of retaining walls with surcharge. Soil Dyn. Earthq. Eng., 20(5-8), 469-76
  6. Caltabiano, S., Cascone, E., and Maugeri, M. (2011) Static and seismic limit equilibrium analysis of sliding retaining walls under different surcharge conditions. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 37, 38-55.
  7. Mojallal, M. and Ghanbari, A. (2012) Prediction of seismic displacements in gravity retaining walls based on limit analysis approach. Structural Engineering and Mechanics, 42(2), 247-267.
  8. Aminpoor, M.M. and Ghanbari, A. (2014) Design charts for yield acceleration and seismic displacement of retaining walls with surcharge through limit analysis. Structural Engineering and Mechanics, 52(6), 1225-1256.
  9. Finn, W.D.L. (1967) Application of limit plasticity in soil mechanics. Journal of Soil Mech. Found. Div., ASCE, 93(5), 101-120.
  10. Chen, W.F. (1975) Limit Analysis and Soil Plasticity. Elsevier Science Publishing Company, Amsterdam.
  11. Chen, W.F. and Liu, X.L. (1990) Limit Analysis in Soil Mechanics. Elsevier Science Publishers.
  12. Durand, A.F., Vargas, Jr. E.A., and Vaz, L.E. (2006) Applications of numerical limit analysis (NLA) to stability problems of rock and soil masses. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 43, 408-425.
  13. Michalowski, R.L. (1989) Three-dimensional analysis of locally loaded slopes. Geotechnique, 39(1), 27-38.
  14. Feinberg, S.M. (1948) The principle of limiting stresses. Prnkl. Mat. Mech. (in Russian).
  15. Hill, R. (1948) A variational principle of maximum plastic work in classical plasticity. Quart. J. Mech. Appl. Math., 1, 18-28.
  16. Hill, R. (1951) On the state of stress in a plastic-rigid body at the yield point. Philos. Mag., 42, 868-875.
  17. Drucker, D.C., Prager, W., and Greenmberg, H.G. (1952) Extended limit design theorems for continuous media. Quart. J. Mech. Appl. Math., 9, 381-389.
  18. Yu, H.S. (2006) Plasticity and Geotechnics. Springer Science, Business Media, LLC.
  19. Yang, X.L. (2007) Upper bound limits analysis of active earth pressure with different fracture surface and nonlinear yield criterion. Theo. Appl. Frac. Mech., 47(1), 46-56.
  20. Wu, Y. (1999) Displacement-Based Analysis and Design of Rigid Retaining Walls during Earthquake. Ph.D. Dissertation, University of Missouri-Rolla.
  21. Whitman, R. and Liao, S. (1985) Seismic Design of Gravity Retaining Walls. Research Report, Miscellaneous Paper GL-85-1, Department of the Army, US Army Corps of Engineers, Washington, DC.