پاورپوینت پایداری شیروانی های خاکی 30 اسلاید (pptx) 30 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 30 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
به نام خدا
پایداری شیروانی های خاکی
I
N
T
R
O
D
U
C
T
I
O
n
پایداری شیروانی های خاکی/مکانیک خاک
در صورتی که سطح زمین به صورت شیبدار، تحت زاویه ای با افق ایستاده باشد ، به آن شیروانی خاکی آزاد (
unrestrained slope
) گفته می شود .
شیروانی خاکی ممکن است طبیعی و یا مصنوع بشر باشد.
از دیدگاه ایستایی
، لغزش
وقتی رخ می دهد که نیروهای رانش (ناشی از مولفه وزن)،بر
نیروی قائم (ناشی از مقاومت برشی خاک در سطح لغزش)، غلبه نماید.
1. ضریب ایمنی
وظیفه مهندس کنترل کننده ی پایداری شیروانی ، تعیین ضریب ایمنی است که در
حالت کلی به صورت زیر تعریف می شود :
ضریب ایمنی
مقاومت برشی متوسط خاک
تنش برشی متوسط بسیج شده در سطح لغزش بحرانی
چسبندگی
اصطکاکی
چسبندگی
زاویه چسبندگی داخلی
تنش قائم متوسط در روی سطح لغزش بحرانی
چسبندگی
زاویه اصطکاک بسیج شده در سطح لغزش بحرانی
1
2
3
4
در کنار ضریب ایمنی کلی ، ضرایب ایمنی جزئی ، یعنی ضریب ایمنی نسبت به
چسبندگی و ضریب ایمنی نسبت به اصطکاک به صورت زیر تعریف می شوند :
و و
اگر می توان نوشت :
اگر ، شیروانی در حالت آستانه لغزش (
state of impending failure
) قرار دارد
غالبا ضریب ایمنی کلی در محاسبات مربوط به پایداری شیبها ، پذیرفتنی است
5
6
4
5
6
!
7
مسئله پایداری یک شیروانی نامحدود با شیب
β
مطابق شکل بررسی می شود :
با توجه به رابطه ، با فرض صفر بودن فشار آب حفره ای ، ضریب ایمنی در مقابل لغزش احتمالی شیروانی در امتداد صفحه
AB
، که در عمق
H
از سطح زمین قرار دارد ، مورد بررسی قرار می گیرد.به حرکت توده خاک واقع در بالای صفحه
AB
، در جهت راست به چپ ، لغزش شیروانی رخ می دهد . وزن قطعه خاک برابر است با:
γLH
= (وزن مخصوص) × ( حجم قطعه) =
W
2. پایداری شیروانی نامحدود بدون نشست
2
مولفه عمود بر صفحه
AB
مولفه موازی سطح
AB
!
8
بنابراین تنش های قائم
σ
و برشی
τ
در قاعده قطعه مورد بررسی به
صورت زیر محاسبه می شوند :
نیروی
R
: واکنش موثر بر قاعده قطعه مورد مطالعه در مقابل وزن
W
9
10
11
12
برای حفظ تعادل ،تنش برشی مقاوم بسیج شده در قاعده قطعه به صورت زیر
محاسبه می شود :
این رابطه را می توان به فرم رابطه 3 نوشت :
با قرار دادن
σ
از رابطه در رابطه :
اگر به جای موجود در رابطه مقدار بدست آمده از رابطه قرار داده شود :
الف
3
9
3
13
13
الف
14
با توجه به ضریب ایمنی کلی
که قبلا بیان شد
می توان نوشت :
و
با قرار دادن در رابطه داریم :
برای مصالح دانه ای با
c=0
ضریب ایمنی کلی می شود
این بدان معناست که در یک شیروانی نامحدود در ماسه ، مقدار مستقل از ارتفاع
H
بوده و در صورتی
که
Ф
>
β
باشد ، شیب پایدار است.
اگر خاک دارای چسبندگی و اصطکاک به طور توام باشد ، عمق بحرانی سطح لغزش که در امتداد آن ،
حالت آستانه لغزش وجود دارد ، با قرار دادن و در رابطه به دست می آید :
14
15
!
!
15
16
شکل بالا نشان دهنده یک شیروانی نامحدود است. فرض می شود
که در داخل خاک جریان آب زیرزمینی (نشست) وجود دارد و سطح آزاد آب زیرزمینی منطبق برسطح خاک می باشد. مقاومت برشی خاک از رابطه زیر بدست می آید :
2. پایداری شیروانی نامحدود همراه با نشست
17
2
: وجه تمایز
ظهور تنش موثر به جای به علت وجود فشار حفره ای است.
برای تعیین ضریب ایمنی کلی در مقابل لغزش در امتداد سطح
AB
، قطعه
abcd
از شکل زیر در نظر گرفته می شود . وزن کل این قطعه با ضخامت واحد برابر است
با:
واکنش درمقابل وزن
W
مساوی
R
است:
!
18
19
20
21
22