تعیین فشار خاک در طراحی سازه نگهبان

تعیین فشار خاک در طراحی سازه نگهبان

فشار خاک در حالت‌های سکون، محرک و مقاوم، خاکریز متراکم، شرایط خاص و شرایط دینامیکی محاسبه می‌شود. حالت سکون، حرکت جانبی دیوار نسبت به زمین کمتر از 0.00005 برابر ارتفاع آن است. اگر این مقدار مطابق با جدول زیر باشد، حالت فشار به محرک و مقاوم تبدیل خواهد شد.

 

نوع خاک نسبت حرکت جانبی به ارتفاع
مقاوم محرک
ماسه متراکم 0.001 0.01
ماسه با تراکم متوسط 0.002 0.02
ماسه سست 0.004 0.04
لای متراکم 0.002 0.02
رس متراکم 0.01 0.05
رس نرم 0.02 0.06

 

برای محاسبه فشار خاک متراکم، مراحل تراکم خاک و اثر ناشی از وزن غلتک نیز در نظر گرفته می‌شود. در شرایط خاص باید فشار آب، ریشه گیاهان، تورم خاک، یخبندان و برخاست (بالاآمدگی) به همراه احتمال بروز ترک کششی را در محاسبات آورد. به منظور تحلیل دینامیکی گودبرداری و سازه‌های نگهبان، از روش‌های شبه استاتیک (مانند روابط مونونوبه اکابه) با در نظر گرفتن نقطه اثر دینامیکی در 0.45 تا 0.6 ارتفاع دیوار استفاده می‌شود. به منظور آشنایی با انتخاب روش تعیین فشار خاک در پشت دیوار، از راهنمای زیر استفاده کنید:

  • دیوارهای انعطاف‌پذیر با لغزش افقی (مطابق جدول بالا): حالت محرک
  • دیوارهای انعطاف‌پذیر با لغزش افقی (کم‌تر از مقادیر جدول بالا): حالت سکون
  • دیوارهای طره‌ای یا سپری بدون مهار یا مهار شده با یک میل مهار: حالت محرک با توزیع مثلثی
  • دیوارهای طره‌ای یا سپری مهار شده با میل مهارهای زیاد: روش عددی یا تجربی
  • دیوارهای سپی مهار شده با چند تیرک افقی یا مایل: توزیع ذوزنقه‌ای
  • دیوارهای زیرزمین از نوع متصل: حالت سکون

فشار جانبی در تحلیل‌های دینامیکی با دو مولفه فشار خاک در حالت استاتیک به علاوه اضافه فشار خاک در هنگام زلزله محاسبه می‌شود. جدول زیر، روش محاسبه برای تحلیل لرزه‌ای را نمایش می‌دهد.

 

خاک پشت دیوار روش محاسبه فشار جانبی خاک در هنگام زلزله
متراکم یا سخت (بر اساس مدول برشی) فشار جانبی خاک با فرض حالت سکون و به کارگیری روابط شبه استاتیک
متوسط و سست
  1. فشار دینامیکی خاک با فرض حالت محرک و به کارگیری روابط شبه استاتیک
  2. فشار استاتیکی با فرض حالت سکون