پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله فصلنامه علوم و مهندسی زلزله 2476-6097 3 2 2016 06 21 Static and Pseudo Static Study of Loose Clay Layer Effects on Steel Sheet Pile Walls Behaviors مطالعه ی استاتیکی و شبه استاتیکی اثر وجود لایه ی سست رسی بر رفتار سپری های فلزی 87 100 240296 FA بهروز احمدپور دانشگاه صنعتی قم مسعود عامل سخی گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی قم 0000-0002-5894-0404 Journal Article 2016 02 29 Introduction<br />Usually, the construction of new multi-story buildings require deep supported excavation. Steel sheet pile walls<br />are being widely used in civil engineering projects for excavation support systems. Many researches have performed<br />about various problems of steel sheet piles, like steel sheet pile behaviors; using of sheet pile as a permanent<br />structure; long term performance of sheet piles; Vertical bearing capacity; construction of steel sheet pile walls on<br />sloping ground; performance of steel sheet pile wall for supporting an excavation in urban environment. Soil is not<br />uniform in depth, sometimes loose soil layer may exist in various depth and situations. This issue can cause different<br />effects on ground surface displacements, forces and moments acting on sheet pile and struts during excavation<br />procedure, compared with status that soil is uniform in depth, especially in seismic conditions that must be<br />considered in design of sheet piles and struts.<br />Methodology<br />In this study a deep excavation by using finite element method is analyzed. Excavation’s depth is divided to<br />three clayey layers. One of three layers is loose clay layer that its positions is modelled in three different situations,<br />top, middle and bottom. Obtained results are compared with excavation without loose layer. Since excavation<br />support system may be a permanent structure, long term stability must be considered. Pseudo static analysis is<br />performed by applying 0.3g horizontal acceleration.<br />Models are analyzed in different situations, dry and saturation. Width and depth of considered excavation are 10<br />and 12 meters, respectively. The first strut is installed beneath one meter of ground surface and subsequent struts are<br />modeled in 3 meters spacing from each other so that finally, four struts are considered along the depth of excavation.<br />Change percent of different parameters in models with clay loose layer is calculated in comparison with model<br />without clay loose layer.<br />Results<br />According to comparative obtained results it can be concluded that:<br />1. Existence of a loose clay layer on two stiff clay layers that thicknesses of all three layers are same, generally<br />has reducing effects on soil and sheet piles deformations, forces and bending moments of sheet piles.<br />2. With increasing depth of loose clay layer, lateral deformation, shear force and bending moment acting on<br />sheet piles are increased. In depth equal to two times of loose layer thickness, these parameters have<br />maximum values. In fact, with increasing sheet piles horizontal displacement, bending moments are increased.<br />3. Maximum horizontal displacement of the soil is in condition that loose clay layer is bottom layer.<br />4. When loose clay layer is located on the middle or bottom layer, shear forces acting on sheet piles are greater<br />due to loose layer located on upper layer. 5. Generally, it can be said, with increasing depth and location of loose clay layer, affecting parameters on sheet<br />piles and struts behaviors are increased.<br />6. Existence of loose clay layer changes axial force of struts. This issue must be considered in design of sheet<br />piles, especially in design of middle struts.<br />7. Saturated situations increase axial force of struts. سپری­های فلزی به‌طور گسترده در پروژه­های مهندسی عمران به‌عنوان سازه نگهبان مورد استفاده قرار می­گیرد. مشخصات پروفیل خاک در عمق متفاوت بوده و در برخی مواقع ممکن است لایه­ی سست در عمق­ها و موقعیت­های مختلف وجود داشته باشد. این مسئله می­تواند اثرات متفاوتی را در طی عملیات گودبرداری بر تغییر شکل سطح زمین، نیروها و لنگرهای وارد بر سپرهای فولادی و مهارها نسبت به حالتی که خاک نسبتاً یکنواخت است داشته باشد که در طراحی سپری­ها و مهارها بایستی در نظر گرفته شود. در این تحقیق یک گود عمیق تعریف و مدل‌سازی شده و با استفاده از روش اجزای محدود مورد تحلیل قرار گرفته است. عمق گود به سه لایه­ی رسی تقسیم شده است. یکی از این سه لایه، لایه­ی سست رسی می­باشد که موقعیت آن در لایه­ی بالا، وسط و پایین در مدل­هایی به‌طور جداگانه تغییر می­کند. نتایج حاصل از تحلیل با نتایج مدلی که فاقد لایه­ی سست می­باشد مقایسه می­شود. ازآنجاکه سازه نگهبان ممکن است دائمی‌ باشد، پایداری بلندمدت آن نیز بایستی مد نظر قرار گیرد. ازاین‌رو در نظر گرفتن نیروهای لرزه­ای ضروری است. بدین منظور در این تحقیق از تحلیل شبه استاتیکی با شتاب g 3/0 استفاده شده است. نتایج نشان می­دهد که وجود لایه­ی سست فوقانی بر تغییر شکل­های سطح زمین و سپری اثرات کاهنده دارد. همچنین وجود لایه­ی سست رسی زیر لایه­های سخت خاک رس سبب افزایش لنگر خمشی و نیروهای وارد بر سپری می­شود. https://www.bese.ir/article_240296_6212b15d046c23589a33e9aee52ed1a1.pdf