Soil Excavation Support: Piles & Anchors Numerical Study

Tishreen University Journal for Research and Scientific Studies - Engineering Sciences Series Vol. (24) No. (3) 4242 Numerical Study of Excavation In Soil Clay Support by Piles with Anchors Dr. Tawfeek Fayyad* (Received 18 / 2 / 2020. Accepted 14 / 6 / 2020)  ABSTRACT  Walls piles supported with Anchors are considered one of most ways of engineering supporting widespread. This research includes studying the behaviorof walls pile, through a numerical parametric study using the (plaxis / 2D) program. the study includes the most influencing factors which include:(the angle of the inclination, the vertical spacing between the rows of Anchors andthe distance of the first row of anchors from the ground surface). The effect of these factors on the stability of the wall was studied.Where they give the best effectto the anchors and ensure the best possible positioning which contributes to reducing the economic cost of this constructions. Keywords: wall pile - ground Anchors - Basin foundation - parameters of the specifications of the anchor - Excavation support- finite element method - Plaxis. * Associate Professor- Faculty of Civil Engineering - Tishreen University- Lattakia- Syria. journal.tishreen.edu.sy Print ISSN: 2079-3081 , Online ISSN:2663-4279 11 ‫مجمة جامعة تشرين‪ .‬العموم اليندسية المجمد (‪ )24‬العدد (‪Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series  4242 )3‬‬ ‫دراسة عددية لتدعيم حفرية غضارية بصف من األوتاد المدعمة بالشدادات‬ ‫د‪ .‬توفيق فياض‬ ‫*‬ ‫(تاريخ اإليداع ‪ .4242 / 4 / 81‬قبل لمنشر في ‪)2020 / 6 /82‬‬ ‫‪ ‬مم ّخص‬ ‫‪‬‬ ‫تعتبر الجدران الوتدية المدعمة بالشدادت من أكثر طرق التدعيم اليندسية انتشا اًر واستخداماً‪ .‬سيتناول ىذا البحث إجراء‬ ‫دراسة عددية لتدعيم حوض تأسيس الترب الغضارية الضعيفة مع وجود منسوب لممياه قريب من سطح األرض‪ .‬ىذا‬ ‫البحث يتناول أيضاً دراسة سموك الجدران الوتدية المدعمة بعدة صفوف شدادات‪ ،‬من خالل إجراء دراسة بارامترية‬ ‫عددية باستخدام برنامج (‪ .)Plaxis/2D‬ىذه الدراسة تشمل أىم العوامل المؤثرة عمى استقرارىذا النوع من الجدران ومن‬ ‫ضمنيا (زاوية ميل الشدادات‪ ،‬التباعد الشاقولي بين صفوف الشدادات‪،‬بعد أول صف لمشدادات عن سطح األرض)‪ .‬تم‬ ‫دراسة تأثير ىذه العوامل عمى استقرار الجدار واظيار مخططات االنتقاالت خمف الجدار‪ ،‬وتبيان أفضل توضع‬ ‫لمشدادات‪ ،‬بحيث تعطي أفضل فعالية لمشدادات وأقل قيم لالنتقاالت األفقية لمجدار‪ ،‬وتؤمن أفضل توضع ممكن أن‬ ‫يساىم في تخفيف الكمفة االقتصادية ليذا النوع من تدعيم المنشآت اليندسية‪.‬‬ ‫الكممات المفتاحية‪ :‬جدار وتدي ‪ -‬شدادات أرضية ‪ -‬حوض تأسيس – تدعيم حفرية‪ -‬بارامترات مواصفات الشداد ‪-‬‬ ‫طريقة العناصر المنتيية ‪.Plaxis-‬‬ ‫* أستاذ مساعد‪ -‬كمية اليندسة المدنية – جامعة تشرين – الالذقية – سورية‪.‬‬ ‫‪journal.tishreen.edu.sy‬‬ ‫‪Print ISSN: 2079-3081 , Online ISSN:2663-4279‬‬ ‫‪14‬‬ ‫فياض‬ ‫دراسة عددية لتدعيم حفرية غضارية بصف من األوتاد المدعمة بالشدادات‬ ‫مقدمة‪:‬‬ ‫نتيجة" لزيادة الكثافة السكانية وانتشار التطور العمراني‪ ،‬زادت رغبة اإلنسان لمعيش في األبنية المرتفعة‪ ،‬لذلك أصبح من‬ ‫الضروري أن يتم حفر الترب ألعماق كبيرة وتوفير مساحات كافية‪ ،‬مع العمل عمى تأمين استقرار الجدار و تدعيم‬ ‫جوانب الحفر لتجنب أي نتائج انييار لمجدار يتبعيا أضرار اقتصادية وخسارة أرواح بشرية‪ .‬وىذا مادفع لمقيام بالعديد‬ ‫من األبحاث حول تدعيم جوانب الحفرية وزيادة استقرارىا بعدة طرق‪ .‬من بين ىذه الطرق‪( :‬األوتاد البيتونية أو الفوالذية‪،‬‬ ‫الصفائح الوتدية‪ ،‬التربة المدعمة بالشدادات‪ ،‬جدران استناديو والتربة المسمحة وغير ذلك)‪ .‬لكل طريقة من ىذه الطرق‬ ‫ميزات وسمبيات ومن الميم معرفة حدود ومجاالت االختالف لكل طريقة‪ .‬إن استخدام النمذجة العددية كطريقة العناصر‬ ‫المنتيية والفروقات المحدودة‪ ،‬قدم وسيمة لمتنبؤ بسموك المنشآت الحاجزة من أجل الحفاظ عمى استقرارىا‪.‬‬ ‫أىمية البحث وأىدافو‪:‬‬ ‫ييدف البحث إلى تحميل سموك الجدران الوتدية المدعمة بالشدادات في أحواض التأسيس الغضارية‪ ،‬من خالل وضع‬ ‫موديل عددي بطريقة العناصر المنتيية يسمح بـ‪:‬‬ ‫*‬ ‫*‬ ‫*‬ ‫الوصول ألفضل حل تدعيم مدروس بارامترياً وبدقة كافية‪.‬‬ ‫التصميمية أثناء دراسة ىذا النوع الخاص من الجدران الوتدية‪.‬‬ ‫تسميط الضوء عمى أىم االعتبارات‬ ‫َ‬ ‫إظيار مخططات انتقاالت التربة خمف الجدار لتحديد أفضل توضع اقتصادي لصفوف الشدادات‪.‬‬ ‫إن التدعيم بالطريقة المذكورة يتطمب كمفة كبيرة‬ ‫يقدم ىذا البحث مثاالً واقعياً الستخدام ىذا النوع من طرق التدعيم‪َ .‬‬ ‫وزمن تنفيذ كبير‪ .‬مما يجعل من التنبؤ بسموك ىذه الجدران واستقرارىا وتصميميا‪ ،‬مسألة تحتاج الكثير من الدقة وقد‬ ‫ينتج عن الخطأ فييا نتائج كارثية‪ ،‬لذلك البد من إجراء مناقشة وتحميل مقارن لعدد من الحاالت والتوضعات لمجدار‬ ‫الوتدي مع الشدادات ونمذجتيا واظيار النتائج مع اختيار أفضل الحمول وأقميا كمفة وزمن تنفيذ‪.‬‬ ‫‪ .1‬منيجية البحث‪:‬‬ ‫يعتمد البحث عمى المنيج التحميمي المقارن ويشتمل عمى المراحل التالية‪:‬‬ ‫النمذجة بطريقة العناصر المنتيية‪:‬‬ ‫‪ -‬وضع موديل عددي لجدار وتدي حر مدروس سابقاً وبتربة واقعية‪ ،‬مع تحديد الحموالت الخارجية المطبقة عميو‬ ‫وعمق حفرة التأسيس واعتماد تربة غضارية متطبقة‪.‬‬ ‫‪ -‬استخدم في النمذجة برنامج (‪ )Plaxis/2D‬لمنمذجة العددية ثنائية البعد بطريقة الـعناصر المنتيية‪.‬‬ ‫‪ -‬معايرة الموديل مع استخدام قانون مور كولومب ووضع موديل عددي مناسب مع كافة خواصو وشروطو الطرفية‪.‬‬ ‫الدراسة البارامترية‪ :‬أجريت دراسة عددية لتأثير تغيير عدة بارامترات داخمة في تصميم الجدار الوتدي المدعم‬ ‫بالشدادات عمى استقرار الجدار‪ .‬تحميل النتائج ومناقشتيا‪.‬‬ ‫‪ .2‬الموديل العددي‪ :‬استخدمت برامج عددية تعتمد بالدرجة األولى عمى طريقة العنصر المنتيي‪ ،‬والتي واجو فييا‬ ‫المستخدمين العديد من المشاكل ومن ضمنيا‪ -1:‬تحديد بارامترات التربة يحتاج لمشروط األولية لمتربة‪ -2 .‬اختيار‬ ‫موديل التربة‪ -3 .‬تفسير وتقييم النتائج‪ -4 .‬الشروط المحيطة واختيار نوع التحميل‪.‬‬ ‫‪journal.tishreen.edu.sy‬‬ ‫‪Print ISSN: 2079-3081 , Online ISSN:2663-4279‬‬ ‫‪13‬‬ ‫مجمة جامعة تشرين‪ .‬العموم اليندسية المجمد (‪ )24‬العدد (‪Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series  4242 )3‬‬ ‫‪.1.2‬الموديل الحقمي‪:‬‬ ‫اعتمد موديل جدار وتدي مدعم بثالثة صفوف شدادات ألحد الدراسات المرجعية السابقة لمباحث‬ ‫[‪ )Anton SzavitsNossan, 2008)]1‬مع استخدام تربة غضارية‪.‬يظير الجدار في الشكل [‪.]1‬‬ ‫الشكل [‪ - ]1‬معطيات الجدار والشدادات والمناسيب[‪.]1‬‬ ‫‪.1.2.1‬الرموز المستخدمة‪ :‬اعتمدت مجموعة من الرموز المعبرة عن األبعاد مع استخدام بعض الفرضيات من مراجع‬ ‫وأبحاث سابقة وفق الشكل [‪.]2‬‬ ‫الشكل [‪ – ]2‬بعض الرموز المستخدمة في البحث‪.‬‬ ‫ حيث ‪ :O‬بعد أول صف شدادت عن سطح األرض األفقي ويتراوح بين [‪ ])25-12.5(% *H‬حسب[‪.]1‬‬‫‪:H‬عمق حوض التأسيس‪ :P.‬التباعد الشاقولي بين صفوف الشدادات ويتراوح بين [‪ ])12.5-25 (%H‬حسب فرضية‬ ‫[‪ :n'.)Jitesh Chavda, 2015(]2‬البعد األفقي بين وجو الوتد من جية حوض التأسيس ونقطة تقاطع خط االنزالق‬ ‫مع سطح األرض‪ ،‬حيث افترض [‪]2‬أن خط االنزالق يميل عن األفق بزاوية(‪ )45+φ/2‬بدءاً من أسفل قدم الوتد‬ ‫‪journal.tishreen.edu.sy‬‬ ‫‪Print ISSN: 2079-3081 , Online ISSN:2663-4279‬‬ ‫‪12‬‬ ‫فياض‬ ‫دراسة عددية لتدعيم حفرية غضارية بصف من األوتاد المدعمة بالشدادات‬ ‫الداخمي‪ :LToti.‬الطول الكمي لمصف (‪ )i‬منالشدادات‪ :)Lgeo=Lbound( .‬طواللجسم المحقون والممثل في البرنامج‬ ‫كجيوغريد‪ :(LAi=Lunbound(.‬الطواللحر لمصف )‪ )i‬من الشدادات‪(m).‬مسافة عمودية فاصمة بين خط االنزالق‬ ‫ومستقيم موازي لو وتؤخذ كنسبة مئوية‬ ‫‪H) .(m ≥1.5 m or 0.15‬إن)‪ (r1= 6*D or 1 m‬التباعد الشاقولي بين مراكز الجسم المحقون في كل صف‬ ‫شداد‪ :D.‬قطر الوتد‪ :)r0>=5 m).‬البعد الشاقولي بين سطح األرض األفقي ومركز أول جسم محقون‪.‬‬ ‫‪:nA‬عددصفوفالشدادات‪:MC.‬المودياللمرن ‪ -‬تامالمدونة (‪ :Hmax.)Mohr coulomb‬االنتقال االفقي االعظمي في‬ ‫الجدار‪ :Hmmax .‬االنتقال األفقي األعظمي لمقيم الحقمية المقاسة‪ :DH .‬قيمة الفرق بين االنتقاالت االعظمية‪.‬‬ ‫)‪ :(SA=2.5 m‬التباعد األفقي بين الشدادات في كل صف حسب [‪ :Hall .]2‬قيمة االنتقال األفقي المسموح في الجدار‬ ‫الوتدي المدعم بالشدادات ويعادل (‪ )Hall = H/300 =0.048 m = 4.8 cm‬حسب المواصفات األلمانية‪.‬‬ ‫‪.1.2.2‬مواصفات المواد‪ :‬جدار حفرة التأسيس ىو جدار من البيتون المصبوب في المكان بسماكة (‪( )0.6m‬أوتاد‬ ‫متالمسة)‪.‬استخدم السموك المرن الخطي(‪ )Linear Elastic‬في نمذجتو‪.‬يدعم الجدار بثالثة صفوف شداداتبزوايا ميول‬ ‫مختمفة‪.‬مواصفات المواد المدخمة في البرنامج (الجدار الوتدي ‪ +‬كل صف شدادات ‪ +‬الجسم المحقون) موضحة في‬ ‫الجدول (‪.)1‬‬ ‫الجدول (‪ )1‬مواصفات المواد المستخدمة في الموديل الحقمي[‪.]1‬‬ ‫الواحدة‬ ‫القيمة‬ ‫الرمز‬ ‫‪Gpa‬‬ ‫‪25‬‬ ‫معامل مرونة الجدار الوتدي (‪)Eref‬‬ ‫‪-‬‬ ‫‪0.3‬‬ ‫معامل بواسون لمجدار البيتوني)‪ѵ(ru‬‬ ‫‪Gpa‬‬ ‫‪9.615‬‬ ‫معامل القص لمجدار الوتدي (‪)Gref‬‬ ‫‪Gpa‬‬ ‫‪33.65‬‬ ‫معامل المرونة )‪(Eoed‬‬ ‫‪Kpa‬‬ ‫‪25‬‬ ‫‪KN‬‬ ‫‪117000‬‬ ‫صالبة كل شداد في الصف األول(‪)EA1‬‬ ‫‪KN‬‬ ‫‪146000‬‬ ‫صالبة كل شداد في الصف الثاني والثالث(‪EA(2,3‬‬ ‫‪KN‬‬ ‫‪30000‬‬ ‫الوزن الحجمي لمبيتون المسمح(‪)γb‬‬ ‫صالبة الجيوغريد الممثل لمجسم المحقون(‪)EA‬‬ ‫‪.1.2.3‬األبعاد والشروط الطرفية‪ :‬حددت األبعاد وفق المجاالت التي سمح بيا(‪ )Briaud & Lim, 1997‬وتوضح‬ ‫األبعاد في الشكل[‪ :]L=)3-4(B[.]3‬عرض النموذج‪:B.‬ارتفاع النموذج‪:W.‬عرض الحمولة اإلضافية الموزعة عمى‬ ‫متر طولي‪:We ،‬عرض الحفرية‪ :Be.‬بعد طرف النموذج عن الطرف الخارجي لمجدار المدعم‪.:T‬عمق الغرز‪:S .‬بعد‬ ‫الطرف الداخمي األيسر لمحمولة اإلضافية عن وجو الجدار األيمن المقابل ليا‪.‬تم نمذجة الحمولة اإلضافية لممبنى القديم‬ ‫المجاور لمحفرية كحمولة موزعة بانتظام قيمتيا (‪.)72Kn/m2‬‬ ‫‪journal.tishreen.edu.sy‬‬ ‫‪Print ISSN: 2079-3081 , Online ISSN:2663-4279‬‬ ‫‪11‬‬ ‫مجمة جامعة تشرين‪ .‬العموم اليندسية المجمد (‪ )24‬العدد (‪Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series  4242 )3‬‬ ‫‪Be=1.2*B=35 m=2.5*H‬‬ ‫‪We=0.9*H=25 m‬‬ ‫الشكل [‪ - ]3‬حدود وأبعاد النموذج الحقمي[‪.]1‬‬ ‫‪ .2.2‬الموديل العددي المدروس‪:‬‬ ‫‪ .2.2.1‬الشروط الطرفية وأبعاد الموديل المدروس‪:‬استخدم تنفس الخواص والحدود الطرفية لموديل الباحث‬ ‫‪.‬تظيربعاد وحدود الموديل والشروط الطرفية في الشكل [‪.]3‬‬ ‫أ‬ ‫[‪]1‬‬ ‫‪ .2.2.2‬مواصفات الجدار الوتدي المدروس‪ :‬حوض التأسيس مدعم بجدار وتدي مكون من أوتاد متالصقة‪ ،‬التباعد‬ ‫بين مراكز األوتاد [‪ .]Sh=D‬باالستعانة بدراسة عددية لمباحث [‪ :)D=Dp=60 cm( .]2‬قطر الوتد‪.‬توضح مواصفات‬ ‫الجدار الوتدي المدروس في الجدول(‪.)2‬‬ ‫الجدول (‪ - )2‬مواصفات الجدار الوتدي المدخمة في البرنامج [‪.]1‬‬ ‫الواحدة‬ ‫القيمة‬ ‫)‪Linear Elastic‬مرن خطي(‬ ‫‬‫‪kPa‬‬ ‫‪25‬‬ ‫‪GPa‬‬ ‫‪25‬‬ ‫‪-‬‬ ‫‪0.3‬‬ ‫الرمز‬ ‫موديل المادة‬ ‫الوزن الحجمي لمبيتون المسمح‬ ‫معامل مرونة الجدار الوتدي (‪)Eref‬‬ ‫)‪ѵ(ru‬معامل بواسون لمجدار البيتوني‬ ‫‪ .2.2.3‬مواصفات الشدادات المدروسة‪ :‬إن مواصفات الشدادات مع الجسم المحقون متماثمة في جميع الصفوف‪.‬‬ ‫تبين المواصفات في الجدول (‪.)3‬‬ ‫الجدول (‪ -)3‬مواصفات الشدادات مع الجيوغريد [‪.]1‬‬ ‫الواحدة‬ ‫البارامتر‬ ‫القيمة‬ ‫)‪ )Elastic‬مرن‬ ‫موديل المادة‬ ‫‪kN‬‬ ‫‪117000‬‬ ‫صالبة أول صف شدادات (‪)EA‬‬ ‫‪kN‬‬ ‫‪146000‬‬ ‫صالبة ثاني صف وثالث صف شدادات (‪)EA‬‬ ‫‪kN‬‬ ‫‪30000‬‬ ‫‪-‬‬ ‫صالبة الجسم المحقون لجميع الصفوف)‪(EA‬‬ ‫‪journal.tishreen.edu.sy‬‬ ‫‪Print ISSN: 2079-3081 , Online ISSN:2663-4279‬‬ ‫‪11‬‬ ‫فياض‬ ‫دراسة عددية لتدعيم حفرية غضارية بصف من األوتاد المدعمة بالشدادات‬ ‫‪ .2.2.4‬مواصفات التربة المقترحة‪ :‬استخدمت تربة غضاريةتمتد حتى نياية عمق التأسيس يمييا غضار قاسي‬ ‫باالعتماد عمى الباحث [‪.)Soheil Ghareh, 2015( ]3‬تظير خواص التربة في الجدول(‪.)4‬‬ ‫الجدول (‪ -)4‬مواصفات تربة الموديل المدروس عدديا‪.‬‬ ‫غضار‬ ‫غضار‬ ‫قاسي‬ ‫مبحص‬ ‫الواحدة‬ ‫الرمز‬ ‫البارامتر‬ ‫‪MC‬‬ ‫‪MC‬‬ ‫‪-‬‬ ‫موديل‬ ‫موديل المادة‬ ‫مصرف‬ ‫مصرف‬ ‫‪-‬‬ ‫النوع‬ ‫نوع المادة‬ ‫‪21‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪Kn/m‬‬ ‫‪γunsat‬‬ ‫الكثافة غير المشبعة (فوق منسوب المياه)‬ ‫‪21‬‬ ‫‪19‬‬ ‫‪Kn/m‬‬ ‫‪γsat‬‬ ‫الكثافة المشبعة‬ ‫‪0.0001‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪m/day‬‬ ‫‪KX‬‬ ‫النفاذية في االتجاه األفقي‬ ‫‪0.0001‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪m/day‬‬ ‫‪KY‬‬ ‫النفاذية في االتجاه الشاقولي‬ ‫‪300000‬‬ ‫‪9000‬‬ ‫‪Kpa‬‬ ‫‪Eref‬‬ ‫معامل المرونة لمتربة‬ ‫‪25‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪kpa‬‬ ‫‪Cref‬‬ ‫التماسك الفعال‬ ‫‪30‬‬ ‫‪29‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪θ‬‬ ‫زاوية االحتكاك الفعالة‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0.2‬‬ ‫‪0.25‬‬ ‫‪-‬‬ ‫‪0.7‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪-‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪3‬‬ ‫زاوية التوسع الحجمي‬ ‫‪ψ‬‬ ‫‪Ѵnu‬‬ ‫معامل بواسون المرن الفعال لممادة المدروسة‬ ‫‪Rinter‬‬ ‫معامل‬ ‫‪ .2.2.5‬قانونسموك المادة المستخدم‪ :‬وجد الباحث [‪ ]3‬أن أفضل قانون ماده مستخدم في الترب الغضارية والذي يمثل‬ ‫تشوىات التربة بشكل دقيق ويحاكي الواقع‪ ،‬قانون(‪ )Mohr-columb‬الذي تم اعتماده في النمذجة‪.‬‬ ‫‪ .3‬الدراسة البارامترية (‪:)parametric study‬تم نمذجة الجدار الوتدي كجدار حر في التربة دون تدعيمو‬ ‫بالشدادات‪ .‬نتج من النمذجة تشوه الجدار الوتدي ودورانو باتجاه حوض التأسيس مع قيمة )‪)Hmax=6.27 cm > Hall‬‬ ‫عند قمة الجدار وفق الشكمين([‪ ]5‬و[‪،)]4‬لذلك يحتاج الجدار الوتدي لمتدعيم بعدد مناسب من الشدادات يحدد أثناء‬ ‫الدراسة البارامترية‪ .‬تم اعتماد قيم بعض الثوابت والتي سيشار إلى تغيرىا أثناء الد ارسة البارامترية في حال ذلك وىي‪:‬‬ ‫(◦‪.)m=0.15H, O=0.25H, p=0.25H, D=60cm, Lgeo=7mα=15‬‬ ‫‪journal.tishreen.edu.sy‬‬ ‫‪Print ISSN: 2079-3081 , Online ISSN:2663-4279‬‬ ‫‪11‬‬ ‫مجمة جامعة تشرين‪ .‬العموم اليندسية المجمد (‪ )24‬العدد (‪Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series  4242 )3‬‬ ‫الشكل [‪– ]4‬شكل تشوه الجدار الحر دون تدعيم بالشدادات‪.‬‬ ‫الشكل [‪– ]5‬االنتقال األفقي مع العمق لمجدار الحر دون تدعيم بالشدادات‪.‬‬ ‫‪ .3.1‬تأثير عدد صفوف الشدادات (‪:)nA‬‬ ‫ استخدمت زاوية الميل نفسيا عن األفق وىي) ‪ ،)α=15‬وتم التدعيم باستخدام صف شدادات وصفين شدادات‬‫‪ο‬‬ ‫)‪.)nA=2(،)nA=1‬‬ ‫‪journal.tishreen.edu.sy‬‬ ‫‪Print ISSN: 2079-3081 , Online ISSN:2663-4279‬‬ ‫‪11‬‬ ‫فياض‬ ‫دراسة عددية لتدعيم حفرية غضارية بصف من األوتاد المدعمة بالشدادات‬ ‫اإلنتقاالت األفقية بالـ ‪m‬‬ ‫العمق‬ ‫)‪(m‬‬ ‫الشكل [‪ - ]6‬مقارنة بين منحنيات قيم االنتقال األفقي مع العمق‬ ‫عمى كامل الجدار عند التدعيم بصف شدادات‪.‬‬ ‫ يبين الشكل [‪ ]6‬تقارب شكل المنحنيين في الحالتين‪ ،‬كما يبين انخفاض االنتقال األفقي بشكل كبير مما يسبب‬‫انسحاب الجدار باتجاه التربة بحيث يقاوم دفع التربة الجانبي ويتغير اتجاه حركة الجدار‪.‬‬ ‫إن )‪ ))Hmax= 4.35 cm) < Hall‬في حالة صف شدادات‪ ،‬كما أن )‪ ))Hmax= 4.3 cm) < Hall‬في حالة صفي‬ ‫شدادات إن (‪ )DH=0.05cm‬ويعادل ‪ %1.15‬وىو فرق ضئيل لذلك سيتم اعتماد صف شدادات واحد‪ .‬ذروة االنتقال‬ ‫عند قمة الجدار وشكل المنحني متموج‪ .‬لذلك يكفي استخدام صف شدادات من أجل الناحية االقتصادية لتوفير كمفة‬ ‫تنفيذ صفي شدادات لكون تأثير وجود صفين ال يغير بشكل ممحوظ قيم االنتقاالت‪ .‬لذلك ال يوجد أىمية لدراسة وجود‬ ‫صف ثاني من الشدادات ألن فعاليتو قميمة كون وجود صف شدادات يحقق استقرار كبير وكافي لمجدار الوتدي‪ .‬تم‬ ‫اعتماد حالة صف شدادات كحالة دراسية‪.‬‬ ‫‪ .3.2‬تأثير تغيير زاوية ميل صفوف الشدادات (‪:)α‬‬ ‫‪ -‬تم اعتماد حالة (‪.)nA=1‬الختيار الزاوية التي تحقق أفضل استقرار لمجدار تم دراسة عدة قيم لزاوية الميل‬ ‫(‪،)α=5ο ,10ο , 12°, 15°, 20°‬وتثبيت باقي البارامترات كما في الشكل[‪.]7‬‬ ‫‪journal.tishreen.edu.sy‬‬ ‫‪Print ISSN: 2079-3081 , Online ISSN:2663-4279‬‬ ‫‪11‬‬ ‫مجمة جامعة تشرين‪ .‬العموم اليندسية المجمد (‪ )24‬العدد (‪Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series  4242 )3‬‬ ‫الشكل [‪ – ]7‬مقارنة بين منحنيات االنتقال األفقي معالعمق في حالة صفي شدادات عند عدة قيم لزاوية الميل‪.‬‬ ‫‪ -‬يبين الشكل [‪ ]7‬انخفاض االنتقال بشكل طفيف مع زيادة (‪ )α‬في التربة الغضارية المتماسكة بسبب انخفاض فعالية‬ ‫الشداد عمى االحتكاك وفق)‪ .(Wen-Chi, Hu and Shih-Tsung Hsu, 2012‬المنحني الذي يعطي أقل قيم‬ ‫انتقال أفقي ىو منحني حالة (◦‪ .)α=15°, 20‬في الشكل [‪ ]8‬قيمة (‪ )Hmax=3.582 cm‬في حالة (‪ .)α=15°‬إن‬ ‫(‪ )Hmax=3.6 cm‬في حالة(‪ )DH=0.018cm( .)α=20°‬بين الحالتين(◦‪ )α=15°,20‬وىو فرق ضئيل‬ ‫ويعادل(‪ .)%0.5‬تم اعتماد الزاوية (‪ )α=15°‬كزاوية مثالية‪ )Sliwinski, 1971) .‬اعتبر أن زاوية ميل الشداد المثالية‬ ‫في الغضار يجب أن تكون أقل من(‪ (Esame finale anno, 2014) ]3[ .)20°‬وجد أن أفضل زاوية لمشداد تجعل‬ ‫الشداد يعمل بأعظم قوة شد أقل من (◦‪ )15‬وذلك في الترب الغضارية المبحصة عند احتكاك تربة وسطي (◦‪.)25‬‬ ‫‪ .3.3‬تأثير بعد أول صف لمشدادت عن سطح األرض األفقي (‪:)O‬‬ ‫‪ -‬اعتمدت الزاوية (‪ .)α=15°‬تم إعطاء عدة قيم لـ(‪ )O‬كنسبة من ارتفاع حوض التأسيس كالتالي‪:‬‬ ‫(‪.)O=0.1H, 0.125H, 0.15H, 0.2H, 0.25H, 0.3H, 0.35H‬كما في الشكل [‪.]8‬‬ ‫‪journal.tishreen.edu.sy‬‬ ‫‪Print ISSN: 2079-3081 , Online ISSN:2663-4279‬‬ ‫‪42‬‬ ‫فياض‬ ‫دراسة عددية لتدعيم حفرية غضارية بصف من األوتاد المدعمة بالشدادات‬ ‫الشكل [‪ -]8‬مقارنة منحنيات االنتقال األفقي عمى كامل طول الجدار مع العمق عند عدة قيم لـ(‪.)O‬‬ ‫‪ -‬يظير الشكل [‪ ]8‬انخفاض قيمة االنتقال األفقي لمجدار كمما زاد (‪ .)O‬إن المنحني الممثل لحالة (‪ )O=25%H‬يمثل‬ ‫منحني متموج وذو قيم انتقال منخفضة وذروتو في منتصف الجدار‪ .‬في حالة (‪ )O=35%H‬يكون( ‪Hmax=3.25‬‬ ‫‪ ،)cm‬كما أن (‪)Hmax=3.62cm‬في حالة (‪ )O=0.25H‬وجميعالقيم منخفضة وضمن الحدود المسموحة‪ .‬كما‬ ‫أن(‪ )DH=0.1 cm‬ويعادل (‪ )%10.2‬وىو فرق ضئيل‪ .‬مما سبق تم اعتماد حالة (‪ )O=0.25H‬كحالة مثالية من‬ ‫أجل سيولة التنفيذ‪ ،‬وىذا يتوافق مع(‪.)Naveen Kumar, Arindam Dey، 2014‬‬ ‫‪ .3.4‬تأثير تغيير بارامتر زاوية احتكاك التربة المحجوزة خمف الجدار الوتدي(‪:)φps‬‬ ‫ اعتمد بعد أول صف شدادات عن سطح األرض (‪ .)O=0.25H‬لم يتم استخدام زاوية االحتكاك (◦‪ )φps = 5‬بسبب‬‫انييار الجدار عند ىذه القيمة‪ .‬تم إعطاء عدة قيم لـ(‪ )φps‬كالتالي‪:‬‬ ‫(◦‪ .)φps= 10◦, 15◦, 20◦, 25‬كما في الشكل [‪.]8‬‬ ‫‪journal.tishreen.edu.sy‬‬ ‫‪Print ISSN: 2079-3081 , Online ISSN:2663-4279‬‬ ‫‪41‬‬ ‫مجمة جامعة تشرين‪ .‬العموم اليندسية المجمد (‪ )24‬العدد (‪Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series  4242 )3‬‬ ‫الشكل [‪ -]9‬مقارنة منحنيات االنتقال األفقي عمى كامل طول الجدار مع العمق عند عدة قيم لـ(‪.)φps‬‬ ‫‪ -‬يظير الشكل [‪ ]9‬انخفاض قيمة االنتقال األفقي لمجدار كمما زاد (‪ .)φps‬وجميع القيم منخفضة وضمن الحدود المسموحة‪.‬‬ ‫االستنتاجات والتوصيات‪:‬‬ ‫نتائج البحث (‪:)Research Results‬‬ ‫‪-1‬‬ ‫استخدام صف شدادات من أجل الناحية االقتصادية لتوفير كمفة تنفيذ صفي شدادات لكون تأثير وجود‬ ‫صفين ال يغير بشكل ممحوظ قيم االنتقاالت‪.‬‬ ‫‪-2‬‬ ‫إن زاوية ميل صفوف الشدادات األمثل (‪ )α=15ο‬لصالح األمان وكونيا تعطي حالة استقرار لمجدار جيدة‬ ‫لمجدار الوتدي‪ .‬مع زيادة الزاوية (‪ )α‬ينخفض االنتقال األفقي‪.‬‬ ‫‪-3‬‬ ‫‪-4‬‬ ‫إن البعد األمثل ألول صف شدادات عن سطح األرض األفقي ىو (‪.)O=25%H‬‬ ‫انخفاض قيمة االنتقال األفقي لمجدار كمما زادت زاوية االحتكاك ‪.‬‬ ‫‪journal.tishreen.edu.sy‬‬ ‫‪Print ISSN: 2079-3081 , Online ISSN:2663-4279‬‬ ‫‪44‬‬ ‫فياض‬ ‫دراسة عددية لتدعيم حفرية غضارية بصف من األوتاد المدعمة بالشدادات‬ :)Recommendation( ‫التوصيات و األبحاث المستقبمية‬ ‫ يوصى بإجراء ىذه الدراسة البارامترية ليذا‬.ً‫نظ اًر لتعقيد المسألة المدروسة واحتوائيا عمى بارامترات عديدة جدا‬ -1 ‫ ومن‬،‫ كونيا تعطي تمثيل أدق ونتائج أدق‬،‫النوع من الجدران والتدعيم باستخدام برامج عددية لمنمذجة ثالثية األبعاد‬ .‫أجل تدعيم النتائج لحالة النمذجة ثنائية البعد‬ ‫ عمق الغرز‬،‫ (تخفيض منسوب المياه الجوفية‬:‫يوصى بإجراء دراسة بارامترية لممزيد من البارامترات مثل‬ -2 .‫) والتوسع في البارامترات المدروسة‬...‫ نوع التربة المحجوزة ومواصفاتيا‬،‫لمجدار‬ .‫يوصى بإجراء دراسة بارامترية الستقرار الجدران الوتدية مع األخذ بعين االعتبار التحميل الديناميكي لمجدار‬ -3 References: 1. Anno. F,E, "Application of Submerged Grouted Anchors in Sheet Pile Quality Walls", 2014, DICAM. 2. Chavda. J, "Finite element modelling of extent of failure zone in c-θ soil at the cutting edge of open caisson ", 2015. 3. DSI Unit DYWIDAG-Systems International GmbH, BU Geotechnics, Germany. 4. Kumar N and Dey A, "Finite Element Analysis of Flexible Anchored Sheet Pile Walls: Effect of Mode of Construction and Dewatering", 2014. IGS Chapter, Geo-Innovations. 5. Littlejohn. G, S., Jack. B and Sliwinski. Z, "Anchored Diaphramm walls in sand", 1971. Issue of this journal, pp. (14-17 and 18-21). 6. Nossan. S,A, "Advances and uncertainties in design of anchored retaining walls by numerical modelling". University of Zagreb, Faculty of Civil Engineering, 2008, Ka i eva 26, HR-10 000 Zagreb, Croatia. 7. Plaxis, "Finite Element Code for Soil and Rock Analysis". 8.2 Professional versions, (1998). 8. Wen. C, H and Shih. T, H," Numerical Modeling of Earth Structures: Frictional Anchors in Sand",2012, Vol. 486, pp 214-220. 9. Briaud. L. J & Lim. Y, " Soil-Nailed Wall under Piled Bridge Abutment: Simulation and Guidelines ". Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, (November, 1997), volume 123. Issue 11. journal.tishreen.edu.sy Print ISSN: 2079-3081 , Online ISSN:2663-4279 43

Soil Excavation Support: Piles & Anchors Numerical Study

Add this document to collection(s)

Add this document to saved

Suggest us how to improve StudyLib