اعتبار،چابکی،پاسخگویی

مقایسه فنی تحلیل پایداری دیواره گودبرداری با استفاده از روش میخ‎کوبی و مهاربند پیش تنیده (انکراژ)

دوره 8، شماره 2 - شماره پیاپی 84
اردیبهشت 1405
صفحه 69-83

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده فنی مهندسی، مؤسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی خوزستان، اهواز، ایران

2 گروه مهندسی عمران، واحد شوشتر، دانشگاه آزاد اسلامی، شوشتر، ایران.

چکیده
با توجه به رشد سریع جمعیت در مناطق شهری و محدودیت‌های فضایی، نیاز به طراحی و ساخت ساختمان‌های بلندمرتبه بیش از گذشته احساس می‌شود. این روند منجر به افزایش تعداد طبقات و عمق گودبرداری‌ها شده و ضرورت استفاده از روش‌های پایدارسازی مؤثر را دوچندان کرده است. پژوهش حاضر با هدف بررسی عملکرد روش‌های مختلف پایدارسازی شامل میخکوبی (نیلینگ ) ، مهاربند پیش‌تنیده (انکراژ ) و ترکیبی از آن‌ها در شرایط استاتیکی، با تمرکز بر پایداری گودهای عمیق انجام شده است. در این تحقیق، مدل‌سازی عددی با استفاده از نرم‌افزار FLAC3D صورت گرفت. پنج مدل استاتیکی با انواع مهارهای پایدارسازی طراحی شد و ویژگی‌های ژئوتکنیکی خاک، ابعاد گود و بارگذاری استاتیکی در آن‌ها لحاظ گردید. تحلیل‌های عددی شامل بررسی ضریب ایمنی، میزان جابه‌جایی دیواره و نیروی محوری در المان‌های نگهدارنده بود. همچنین، تأثیر اجرای یا عدم اجرای شاتکریت در مدل‌ها ارزیابی شد.

نتایج نشان داد که استفاده صرف از نیلینگ بدون پوشش سطحی شاتکریت نمی‌تواند پایداری لازم را در گودبرداری‌های عمیق فراهم کند و در برخی موارد منجر به گسیختگی دیواره شده است. با افزایش چسبندگی خاک و اجرای شاتکریت، عملکرد مدل‌ها به‌طور قابل توجهی بهبود یافت. در تحلیل استاتیکی، مدل انکراژ همراه با شاتکریت (مدل ۴) با ضریب ایمنی ۲ و کمترین میزان جابه‌جایی، عملکرد بهتری نسبت به سایر مدل‌ها ارائه داد.

در نتیجه، انتخاب صحیح روش پایدارسازی با توجه به شرایط ژئوتکنیکی، چسبندگی خاک و اجرای شاتکریت، نقش کلیدی در افزایش ایمنی و پایداری گودبرداری‌های عمیق ایفا می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Technical Comparison of Seismic Stability Analysis of Excavation Walls Using Soil Nailing and Prestressed Anchors (Anchorage)

نویسندگان English

Naeem Hassouni Najad 1
Ali Saligheh Zadeh 2
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Khuzestan Jihad University Institute of Higher Education, Ahvaz, Iran
2 Department of Civil Engineering, Shushtar Branch, Islamic Azad University, Shushtar, Iran.
چکیده English

Abstract

Due to rapid urban population growth and spatial constraints, the demand for designing and constructing high-rise buildings has significantly increased. This trend has led to deeper excavations and a greater need for effective stabilization methods. The present study investigates the performance of various stabilization techniques—including soil nailing, prestressed anchors (anchorage), and their combination—under static conditions, with a focus on deep excavation stability. Numerical modeling was conducted using FLAC3D software. Five static models incorporating different stabilization systems were designed, considering geotechnical soil properties, excavation dimensions, and static loading. The numerical analyses evaluated safety factors, wall displacements, and axial forces in retaining elements. Additionally, the effect of applying shotcrete was assessed across the models.

Results indicated that using soil nailing alone without shotcrete surface coverage does not provide adequate stability for deep excavations and may lead to wall failure in certain cases. Improved soil cohesion and the application of shotcrete significantly enhanced model performance. Among the static models, the anchorage system with shotcrete (Model 4) demonstrated superior performance, achieving a safety factor of 2 and minimal displacement.

In conclusion, selecting an appropriate stabilization method based on geotechnical conditions, soil cohesion, seismicity of the region, and shotcrete implementation plays a critical role in ensuring the safety and stability of deep excavations.

کلیدواژه‌ها English

  • Excavation
  • Soil Nailing
  • Anchorage
  • Shotcrete
  • Static Analysis
  • FLAC3D

 

[1]
چ. خزایی و . ع. گرایلی, تدوین کنندگان“تاثیر مدل رفتاری در تحلیل تغییر شکل دیواره در گودبرداری عمیق,” مجله پژوهش های عمران و محیط زیست, pp. 69-76, 1396.
[2]
لاجوردی و همکاران, “مطالعه عددی پایداری گودهای عمیق به روش میخکوبی با ارائه جداول و نمودارهای کمک طراحی,” نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, p. 18, 1397.
[3]
م. عبدالهی و ج. بلوری بزاز, “مطالعه آزمایشگاهی گودبرداری به روش سیستم ترکیبی شمع و انکراژ,” نشریه مهندسی عمران فردوسی, pp. 79-96, 1397.
[4]
ا. رحمانی و ا. نجاتی, “تغییرمکان, تعیین عملکرد رفتار دینامیکی دیوارهای خاکی میخ گذاری شده تحت بارگذاری های لرزه ای بر اساس,” علوم و مهندسی زلزله, p. 12, 1398.
[5]
F. Farrokhzad, . S. MotahariTabari , H. Tavakoli and H. Abdolghafoorkashar, Eds."Seismic Behaviour of Excavations Reinforced with Soil-Nailing Method," Geotechnical and geological engineering article, 2021.
[6]
Amrita, . B. Jayalekshmi , R. Shivashankar and Shivashankar, "Numerical investigation on performance of nail stabilised vertical cuts," Materials Today: Proceedings, p. 10, 2023.
[7]
Wang, . Z. Tong, S. Rui , S. Zhiliang , X. Zhinan and S. Zhendong , "Influence of the anchor angle on the seismic response of anchored," Soil Dynamics and Earthquake Engineering, p. 11, 2024.
[8]
S. K. Singh, M. S. Negi and J. Singh, "Strengthening of Slope by Soil Nailing Using Finite Difference and Limit Equilibrium Methods," p. 13, 2021.
[9]
ه. حسینی و ع. فاخر, “مدلسازی عددی رفتار خزشی گودبرداریهای پایدارسازی شده با میلمهار همراه با مطالعه موردی در تهران,” نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, pp. 1081-1102, 1402.
[10]
S. Ghareh, "Parametric assessment of soil-nailing retaining structures in cohesive and cohesionless soils," Department of Civil Engineering, Payame Noor University, p. 11, 2015.
[11]
T. Yang, J.-F. Zou and Q.-J. Pan, "Three-dimensional seismic stability of slopes reinforced by soil nails,," Computers and Geotechnics, p. 15, 2020.
[12]
S. Muthukumar, S. Kolathayar, . A. Vall and D. Sathyan, Eds."Pseudostatic analysis of soil nailed vertical wall for composite failure," Geomechanics and Geoengineering, p. 15, 2020.
[13]
س. کوهستانی, ج. بلوری بزاز و م. عبدالهی, “مطالعه آزمایشگاهی تغییر شکل تابع زمان دیواره میخکوبی شده در حین عملیات گودبرداری,” مجله انجمن زمین شناسی مهندسی ایران, p. 20, 1399.
 
 
 
  • تاریخ دریافت 11 اسفند 1404
  • تاریخ بازنگری 25 اسفند 1404
  • تاریخ پذیرش 14 فروردین 1405
  • تاریخ اولین انتشار 14 فروردین 1405
  • تاریخ انتشار 01 اردیبهشت 1405