مهندسی پی

مهندسی پی

اسلاید 1: بنام خدا (2واحدی –اجباری) نام کتاب : جلد دوم اصول مهندسی ژئوتکنیک نویسنده : براجا . ام . داسترجمه : شاهپور طاحونی استاد : دکترآرش غلامی امتحان بشکل جزوه باز 18 نمره امتحان پایان ترم2 نمره تکالیف درسی + تحقیق پایانی فصل اول شناسایی های تحت الارضی (زیر زمین ) فصل دوم طراحی شالوده های سطحی تکی فصل سوم طراحی شالوده های سطحی مرکب فصل چهارم فشار جانبی خاک و دیوارهای حائلمهندسی پی

اسلاید 2: ما همواره برای طراحی شالوده های ساختمان، پی و سداحتیاج به بررسی معلومات خاک داریم .معلومات خاک به عوامل زیر بر می گردد :باری که از سازه به شالوده منتقل می شود.احتیاجات آئین نامه های ساختمانیرفتار تنش- تغییر شکل خاک زیر شالوده شرایط زمین شناسی خاک ناحیه مورد نظرتعریف شالوده : قسمتی از سازه که در تماس با زمین قرار دارد و بارهای وارده از سازه را به آن منتقل می کند.تعریف پی : خاک یا سنگ زیر و اطراف شالوده را پی می گویند.هدف از شناسایی زیر زمین ژئوتکنیکی : تعیین نوع خاک و پارامترهای مقاومتی و تغییر شکل پذیری آن به نحوی که امکان تعیین نوع و ابعاد شالوده میسر گردد و مشکل نشست و ظرفیت باربری نداشته باشیم. تعیین سطح آب زیر زمینی تعیین خاک های مسأله دار (تورمی، رمبنده و ...) و سنگهای هوا زده تعیین ضریب نفوذپذیری خاک تعیین ضریب فشار جانبی خاک جهت طراحی سازه های نگهبان تعیین روش اجرائی بهینه تحت تغییر شرایط زیر زمینیفصل اول

اسلاید 3: ابزار شناسایی های اولیه : نقشه های توپوگرافیعکس های هوائیگزارش ژئوتکنیک سازه های مجاوربازدید محلی : توپوگرافی عمومی منطقه- بررسی ترانشه های مصنوعی و طبیعی – بررسی مسائل سازه های مجاور- بررسی پوشش گیاهی – وضعیت چاهها و خاک های دستی و ... – احداث گمانه دستی تعریف پروژه : فاز صفر امکانسنجی Feasibility فاز یک طراحی اولیه (پایه ) Basic Design فاز دو طراحی جامع Detailed Design فاز سه ساختار Constracture

اسلاید 4: طراحی عملیات شناسائی شامل : تعیین عمق گمانه ها تعیین فاصله و چینش گمانه ها تعیین نوع گمانه زنی و نمودار برداری تعیین عمق گمانهعمق گمانهعمقی که وزن مخصوص موثر (شناوری ) (غوطه وری)وقتی زیر سطح آب زیر زمینی باشد وقتی بالای سطح آب زیرزمینی باشد شكل-1

اسلاید 5: فاصله گمانه ها تعیین نوع گمانه زنی و نمونه برداری روش دستی : روش راه سازی نمونه کاملاً دست خورده گمانه زنی حلزونی auger :-در خاکهای رسی و سست کاربرد دارد. شكل-2

اسلاید 6: دستگاه گمانه زنیشكل-3

اسلاید 7: شكل-4.شكل-6شكل-5

اسلاید 8: شكل-7شكل-8

اسلاید 9: گمانه زنی ضربه ای : Percussion این سیستم با شستشوی گمانه و تحت فشار آب گمانه را به بالا می آورد.گمانه زنی چرخشی (دورانی) Rotary :سیستم مناسبی برای حفاری می باشد و دو نوع خشک و حفاری با آب داردآب موجود در اثر گمانه زنی به داخل حوضچه منتقل می شود و از آب مجدداً استفاده می شود و اجازه Pert شدن آب را نمی دهد.طول میله حفاری (RUD) برای گمانه زنی 3 متر می باشد استفاده از جداره( Casing) :برای مانع شدن از ریزش خاک استفاده می شود و در مناطق ساحلی کاربرد فراوان دارد که بعد از گمانه زنی بلافاصله به کار می رود.Casing یا جداره یک استوانه تو خالی فلزی است.شكل- 9شكل-10

اسلاید 10: روش های نمونه برداری :نمونه های دست خورده : آزمایشات دانه بندی – Gs – حدود اتربرگ – برش مستقیم – شیمیایی- درصد رطوبت و ...نمونه های دست نخورده : آزمایشات سه محوری – تک محوری- تحکیم – وزن مخصوص و ... (دست نخورده = بکر) آزمایشات برش مستقیم : این آزمایش بر روی خاکهای ماسه ای انجام می شود .توجه : خاکهای رسی به شدت در مقابل دست خوردگی حساس هستند. دست خورده دست نخورده ضریب دست خوردگیشكل- 11

اسلاید 11: نمونه گیر قاشقی : آزمایش SPT ( نفوذ استاندارد )مقدار AR برای آزمایش نفوذ استاندارد بسیار دست خورده AR=115% >> 10%تعداد ضربات در cm15 دوم 1= 6 + 5 = N SPTشكل- 13شكل- 12

اسلاید 12: *توجه بهترین مصالح برای آزمایش SPT خاکهای ماسه ای و ماسه ای لای دار می باشند.SPT یا NSPT بیشتر = خاک مقاومتر *توجهشكل- 14شكل- 1524

اسلاید 13: نمونه گیر پیچشی : در خاک های سنگ ریزه (S) بکار می رود.نمونه گیر جدار نازک (شلبی ) Shellby : شكل- 16شكل- 17

اسلاید 14: در خاک های رسی (خاکهای چسبیده ) بکار برده می شود.توجه : قطر متداول نمونه گیر جدار نازک = (cm 10) َ َ 4نمونه گیر (U4) دست خوردگی تقریباً دست خورده استنمونه گیر پیستونی :برای خاکهای چسبنده بکار برده می شودقطر متداول نمونه گیر پیستونی = َ َ 3 شكل- 18

اسلاید 15: . شكل- 20شكل- 19

اسلاید 16: مناسب بودن سنگ جهت کارهای عمرانی = RR =ضریب بازیافت Recovery Ratio = RR= شاخص کیفیت سنگ Rock Quality Designation = RQD = طول مغزه بدست آمده طول Run حفاریطول مغزه بدست آمده طول بازه مغزه گیریمجموع طول مغزه هایی به طول بزرگتر از 10cm طول Run حفاری مجموع طول قطعات به طول بیش از 10cm طول بازه مغزه گیری 18 + 23+ 11 + 16 = 68نمونه گیری در سنگ :دستگاه حفاری دوانی Rotary استفاده می شود. 5 + 18 + 4 + 23+ 11 + 9+ 16 = 86= RR =شكل- 21

اسلاید 17: سایر آزمایشات صحرائی :آزمایش برش پره = Vane shear Tost (VST) این آزمایش فقط برای مقاومت برشی استفاده می شود و در خاکهای رسی کاربرد دارد. T= نیروی پیچشی ضریب چسبندگی خاک توجه : طبق آزمایش سه محوری و تک محوری نیز می توان Cu را تعیین نمود. توجه : هر چه چسبندگی خاک بیشتر باشد نیروی بیشتری باید به سطح خاک وارد کرد. در آزمایش نمونه استوانه ای بتن و آزمایش سه محوری نیز برابر 2 می باشد.ارتفاع قطر پره شكل- 22شكل- 23

اسلاید 18: آزمایش نفوذ مخروط : (come penetration test) sPTاین آزمایش نیازی به حفرگمانه ندارد.تابعی از قطر دانه ها درصد ریز دانه

اسلاید 19: توجه : دبی سنج می بایست طوری تنظیم گردد که میزان آب ورودی و خروجی یکسان باشد. آزمایش نفوذ پذیری (لوفران ) : این آزمایش بر روی خاکهای ماسه ای انجام می گیرد هد ثابت : برای نفوذ پذیری بیشتر (خاکهای ماسه ای )لوفران هد افتان، خیزان : برای نفوذ پذیری کمتر هد افتان یا هد نزولی کم هزینه تر و بهتر از هد خیزان می باشد.هد افتان (نزولی)توجه : دبی سنج می بایست طوری تنظیم گردد که میزان آب ورودی و خروجی یکسان باشد.ضریب نفوذ پذیری

اسلاید 20: آزمایش هد خیز (صعودی ) آب از ته گمانه تخلیه می شود. آزمایش ژئوفیزیک استفاده از مبانی فیزیک جهت شناسایی لایه های خاک هر چه E بالاتر رود کرنش و صلبیت بیشتر می شود E مدول الاتیسیته است.

اسلاید 21: نمودار گمانه رسم لاگ صحرائی : اطلاعات جمع آوری شده از هر گمانه گزارش ژئوفیزیک 1- مقدمه 2- شناسایی 3- لاگ گمانی 4-وضعیت ارزیابی 5- نتیجه گیری : نوع پروفیل مشخص می شود.

اسلاید 22: فصل دومطراحی شالودهای سطحیشالوده های تکی تعریف : ترزاقی عنوان کرد به شالوده ای سطحی می گویند که : Df عمق شالوده ، B عرض شالوده می باشد.سایر محققین نیز عنوان نمودند که شالوده ای سطحی است که : شالوده مناسب: شالوده ای است که : 1) ظرفیت باربری مناسبی داشته باشد و خاک زیر آن گسیخته نشود. 2) نشت پذیری کمی داشته باشد.

اسلاید 23: ظرفیت پذیری : ا نواع گسیختگی : 1) گسیختگی برشی کلی 2) گسیختگی برشی موضعی 3) گسیختگی برشی پانچ گسیختگی برشی کلی : در خاکهای ماسه ای و خاکهای رسی بسیار چسبنده و در سطح خاک اثر می گذارد.

اسلاید 24: گسیختگی برشی موضعی : در خاکهای ماسه ای با تراکم متوسط و رسی با چسبندگی متوسط رخ می دهد به دلیل اینکه تراکم خاک کم است در سطح اثری بر جا نمی گذارد.گسیختگی برشی پانچ : در خاکهای ماسه ای با تراکم کم و در خاکهای رسی با چسبندگی پائین رخ می دهد.رابطه و سیک برای بررسی برش در حالت گسیختگی خاک هر چه B* ثابت باشد و Df نیز ثابت با Df های بزرگتر همواره گسیختگی به پانچ نزدیک می شود. 1) گسیختگی برشی : ظرفیت نهایی در نشستی در حدودB% (10~4) رخ می دهد.2) گسیختگی موضعی و پانچ : ظرفیت نهایی در نشستی در حدود B% (25~15) رخ می دهد.

اسلاید 25: نظریه ظرفیت باربری ترزاقی در شالوده های نواری که :گسیختگی برشی کلیپارامتر عرض شالوده + سربار + چسبندگی خاک ( ) ضرائب بدون بعد هستند و تابعی از Ø خاک هستند و مقدار آنها از روابط و جدول حساب می شود. در شالوده های مربع و دایره : شالوده مربعشالوده دایرهتنش مجاز

اسلاید 26: مثال تمرین 3-4 کتاب صفحه 249 : شالوده مربع B=L

اسلاید 27: اصلاح ظرفیت باربری برای تراز آب زیر زمینی : سه حالت : حالت اول : حالت دوم : حالت سوم : بارمجازتوجه : چون عمق گوه گسیختگی پی همواره حداکثر به اندازه B اتفاق می افتد. توجه : وقتی که سطح آب زیر زمینی در ترازی قرار گیرد که d >B باشد آب زیر زمینی هیچگونه تأثیری در ظرفیت باربری ندارد و اصلاحی نیاز نیست.

اسلاید 28: رابطه عمومی تعیین ظرفیت باربری (مایرهدف )(اصلاح شکل فونداسیون) S ضرایب شکل (اصلاح عمق ) d ضرایب عمق(اصلاح شیب بار ) i ضرایب شیب بار

اسلاید 29: ظرفیت باربری نهایی خالص

اسلاید 30: ضریب اطمینانظرفیت باربری مجاز کلیظرفیت باربری مجاز خالص ضریب اطمینان در مقابل گسیختگی برشی

اسلاید 31: شالوده با بار برون محوری یکطرفه اکثر ستونها تحت تأثیر سنگر و بار محوری هستند که با تبدیل بار محوری به بار برون محوری عرض کاهش یافته در نتیجه ظرفیت باربری می یابد و رابطه جدید بصورت زیر تعریف می شود. مثال : حل : حل مسائل با برون محوری : لنگر در جهت Lلنگر در جهت B

اسلاید 32: نشست1- نشست آنی (الاستیک) 2- نشست تحکیمی اولیه ( با خروج آب همراه است)ثانویه (تغییر اسکلت خاک صورت می گیرد)نشست در خاکهای ماسه ای همواره بصورت آنی است.نشست در خاکهای همواره به صورت تحکیم است.

اسلاید 33: نشست آنی خاکهای ماسه ای :در گوشه شالوده انعطاف پذیر : در مرکز شالوده انعطاف پذیر : نشست متوسط شالوده انعطاف پذیر :

اسلاید 34: نشست آنی صلب :شرط صحیح بودن روابط فوق Z=∞ عمق خاک زیر شالوده Df=0 عمق شالوده نشست در این عمق قابل ملاحظه است .2B الی 3B H=2B~ 3B ارتفاع خاک زیر پی α تابعی از می باشد.مقاومت مشخصه بتن =

اسلاید 35: نشست آنی شالوده روی رسی : Df =0 اگر فونداسیون روی سطح زمین باشد = پی نشست مدول الاستیسیته خاک : در خاکهای ماسه ای ضریب چسبندگی زهکشی نشده خاک رسی (چسبندگی خاک رسی) ماسه خاک رس پیش تحکیمی رس تحکیمی عادی : در خاکهای رسی خاک خاک بتنفولاد

اسلاید 36: نشت تحکیم :نشست موثر موجود =نشست موثر حداکثر در تاریخچه زمین شناسی خاکH: ضخامت لایه رسی رس عادی تحکیم یافته رس پیش تحکیم یافته ضریب تورم = Cs ضریب فشردگی : Cc رس عادی تحکیم یافته : اگر فشار وارده کمتر از فشار قبلی باشد اگرفشار پیش تحکیمی =

اسلاید 37: تنش به علت بار متمرکز :r فاصله شعاعی نقطه 2 عمق نقطه اضافه تنش نقطه A از فرمول زیر به دست می آید : نقطه A با فاصله شعاعی r و عمقی Z از نقطه اعمال بار قرار دارد. توجه : هر چقدر که نقطه A در زیر نقطه اعمال بار پایین رویم تنش با توان 2 عمق کم می شود.

اسلاید 38: بار دایره ای q : تنش که در زیر فنداسیون دایره ای ایجاد می شود . اضافه تنش در نقطه A :با استفاده از این نمودار و داشتن B,Z به دست می آید و با داشتن به دست می آید .توجه : توصیه می شود که از هر دو روش جدول و نمودار استفاده شود برای به دست آوردن Iهنگامی که q0 د وسط مقطع وارد می شود

اسلاید 39:

اسلاید 40: روش تقریبی تنش ناشی از بار P در عمق Z :برای سطح دایره ای :مثال : (B=0/2m)تنش در عمق 1 متری زیر سطح آشغال (B=40m) تنش در عمق 1 متری مخازن نفت میانگین نشست مساحت دایره هر چقدر فونداسیون بزرگتر باشد تنش بیشتری در عمق ایجاد می کند و افت تنش کمتری خواهد داشت.

اسلاید 41: فونداسیون مستطیلی: هر چقدر پایین تر رویم فونداسیون ما تبدیل می شود به یک هرم ناقص که طول و عرض یک هرم ناقص آن به اندازه Z یعنی عمقی که پایین رفتیم اضافه می شود . مثال : در چه عمقی تنش به 0.05 تنش اولیه برسد؟ عمق رانسبت به قطر فنداسیون می بینیمشالوده های سطحی تکی ظرفین باربری مجاز ماسه بر مبنای ملاحظات نشست : رابطه مایرهوف: باولز (کمی جسورانه تر تقریباً 5/1 برابر) بر حسب متررابطه تقریبی نشست به حسب S:mm

اسلاید 42: مثال : روش مایرهوف نشستبرای اینکه نشست نسبی ما محدود شود و از mm19 کمتر شود باید هرکدام از نشست ها کمتر از 1 شود . میزان نشست نسبی بحرانی رابطه (1974) Peck : بر اساس رابطه آقای Peck از طریق نمودارهایی بر حسب ، میزان qall تخمین زده می شود . هر 5. 1 تا 2 متر که دستگاه حفاری می رود داخل آن را بیرون می آورند و N آزمایش SDT را مشخص می کنند و تا 2 تا 3 بربر عرض پی بیشتر پایین نمی روند تا N را به دست آورند . N:(2B-3B) آپارتمانها cm5 یعنی شالوده های گسترده تا cm5 نشست مجاز است .

اسلاید 43: آزمایش بارگذاری صفحه : در گام اول بارها را می بایست از یا بارنمایی تخمین اولیه شروع نموده و سپس در مرحله بعدی (گام بعدی ) میزان بار را نسبت بار وارده در گام اول دو برابر می کند و این مرحله را ادامه می دهیم . مثلاً اگر بار ما باشد ابتدا اعمال می کنیم آنقدر ادامه می دهیم که : mm 25 نشست گسیختگی خاک رسی : خاک ماسه ای :

اسلاید 44: رابطه هوسل فرض کنید تعیین ابعاد شالوده ای که قرار است بار Q0 را با نشست مجاز Stol تحمل کند مورد نظر می باشد: با استفاده از دو آزمایش بارگذاری صفحه با صفحات به قطر (B2, B1) بارهای نهایی Q2 , Q1 مربوط به نشست Stol در صفحات را بدست آورید . 2- از دستگاه معادله بارهایی که پلیت های ما را به نشست مد نظر رسانده است . مقادیر n.m را محاسبه کنید . 3- با حل معادله Q0 = A×m+P×n ابعاد شالوده را محاسبه کنید . مثال 3-18 (کتاب ) : طراحی مربع: بار KN 715 با نشست مجاز mm20 می خواهیم پی ما مربع باشد

اسلاید 45: آیین نامهطراحی پی تکی : ظرفیت باربری بر مبنای گسیختگی نشست : تقریبی : B,DF,N دقیق حداکثر نشست در شالوده های تکی: 5/2 کلاف : برای تحمل بار کششی در برابر زلزله و جلوگیری از حرکت پی ها . ظرفیت طراحی کلاف ها : 10% ظرفیت کششی سنگین ترین ستون = = qall T=0/10×2501cm=251cm=2/5ton Blind concrele : بتن مگر (بتن نظافت ، بتن لاغر) عیار سیمان 150 kg/m3 معمولاً مقدار آن 15N10 سانتی متر می باشد . توجه : برای ساختمانهای نسبتاً شل و ول اما این مقدار برای ساختمانهای مهم به هیچ وجه بکار نرود.

اسلاید 46: فصل سوم : شالوده های مرکب شالوده های مرکب مستطیلی : مساحت کل شالوده فونداسیون شالوده مرکب ذوزنقه ای : کنترل شود.

اسلاید 47: شالوده با تیر رابط (باسکولی) : مقاومت زمینی بالاست فاصله ستون ها زیاد است .

اسلاید 48: شالوده گسترده : 1- شالوده گسترد تخت : شالوده ای که کل ستون ها روی آن نشسته و دارای ضخامت یکسان است . 2- شالوده گسترده با افزایش ارتفاع در زیر ستون 3- شالوده تیر و دال 4- شالوده با استفاده از دیوارهای زیر زمین (که شالوده گسترده تخت در اولویت اول و شالوده گسترده با افزایش ارتفاع در زیر ستون در اولویت دوم قرار دارد) ظرفیت باربری شالوده های گسترده : همان روابط پی تکی پی های تکی : (سطحی) ظرفیت باربری بر مبنای نشست : ضریب عمق

اسلاید 49: شالوده های گسترده : پی های شناور : شرط شالوده شناور طراحی شالوده های گسترده : روشهای طراحی :شالوده صلب ( روش های دستی) شالوده انعطاف پذیر (فنرهای وینکلر) روش های اجزاء محدود (روش کامپیوتری)

اسلاید 50: روش اول روش دوم همواره روش شالوده صلب مد نظر می باشد . طراحی به روش شالوده صلب :

اسلاید 51: در پی و خاک ، تنش فشاری مثبت بوده وتنش کششی منفی می باشد . روش شالوده انعطاف پذیر : ضریب ارتجاعی بستر) ضریب واکنش بستر (نیرو/حجم) شالوده صلب فاصله ستون ها < شالوده انعطاف پذیر فاصله ستون ها > تنش مجاز خاک که در خود مسئله داده می شود . تمرین 4-6 کتاب : صفحه 297

اسلاید 52: روش گام به گام طراحی شالودۀ انعطاف پذیر به شرح زیر است :گام 1. ضخامتی برای شالودۀ انعطاف پذیر انتخاب نمایید. این کار را می توان با توجه به معیار برش سوراخ کننده (گام6در طراحی به روش شالودۀ صلب) انجام داد.گام 2. صلبیت خمشی R شالودۀ گسترده را محاسبه نمایید :گام 3. شعاع سختی مؤثر را از رابطۀ زیر محاسبه کنید : ناحیۀ تأثیر هر ستون در حدود 3 تا 4 برابر خواهد بود.گام 4. با استفاده از شکل 4- 11- الف و روابط زیر، لنگر را در مختصات قطبی در یک نقطه به دست آورید :لنگر مماسیلنگر شعاعیr فاصله شعاعی از بار متمرکز ستونتغییرات بر حسب در شکل 4- 11- ب نشان داده شده است (هتنی 1946).

اسلاید 53: گام 5. برش V برای واحد عرض شالوده را از رابطۀ زیر تعیین کنید :در شکل 4- 11- ب، تغییرات با نشان داده شده است.گام 6 اگر لبۀ شالودۀ گسترده در حوزۀ تأثیر ستون قرار داشته باشد، برش و لنگر را در امتداد لبه فرض شالودۀ پیوسته تعیین نمایید. برای اقناع شرایط مرزی، برش و لنگری با علامت مخالف باید به لبه ها اعمال شود.فصل چهارم دیوار حائلسازه های نگهبان : شمع ها سپرها دیوارهای حائل دیوارهای دیافراگمی چوب الواریدیوار حایل، دیواری است که تکیه گاه جانبی برای جداره های قائم و یا نزدیک به قائم خاک به وجود می آورد. دیوار حایل دارای انواع زیر می باشد :دیوار حایل وزنیدیوار حایل نیمه وزنیدیوار حایل طره ایدیوار حایل پشت بنددار

اسلاید 54: دیوارهای حایل وزنی (شکل 5- 1- الف) از بتن ساده (غیرمسلح) و یا مصالح بنایی (بخصوص سنگ با ملات ماسه سیمان) ساخته می شوند. پایداری این دیوارها در مقابل فشار جانبی، در درجۀ اول بستگی به وزن آنها دارد.دیوارهای حایل طره ای (شکل 5- 1- پ) از بتن مسلح ساخته می شوند و متشکل از دیوار تیغه ، و دال پایه می باشند. حداکثر ارتفاع اقتصادی این دیوارها 6 تا 8 متر است.

اسلاید 55: دیوارهای حایل پشت بنددار (شکل 5- 1- ت) مشابه دیوارهای حایل طره ای هستند با این اختلاف که در فواصل منظم دارای پشت بندهایی عمود بر دیوار تیغه می باشند. پشت بندها، تیغه و پایه را به یکدیگر می دوزند و در نتیجه با ایجاد رفتار دو طرفه از مقدار نیروی برشی و لنگر خمشی در آنها می کاهند.فشار محرک رانکینمربوط به حالتی می شد که دیوار هیچگونه تغییر مکان جانبی نسبت به خاک نداشت. در صورتی که دیوار مطابق شکل 5- 6- الف به اندازۀ به سمت جلو حرکت نماید، فشار خاک در پشت دیوار نسبت به حالت سکون کاهش خواهد یافت. در شکل 5- 6- ب ، دوایر a و b به ترتیب نشان دهندۀ دوایر مور برای و می باشند. ، تنش اصلی حداکثر ، تنش اصلی حداقلبنابراین :

اسلاید 56:

اسلاید 57: فشار مقاوم رانکیندر صورتی که دیوار هیچگونه تغییر مکان افقی نداشته باشد، فشار جانبی در این عمق خاک رانده شود. خاک پشت دیوار در حالت حدی گسیختگی باشد تنش افقی در این وضعیت به فشار مقاوم رانکین معروف بوده و با نشان داده میشود. فشار محرک و مقاوم رانکین برای خاکریز با سطح شیبداراگر خاکریز یک دیوار حایل بدون اصطکاک، خاک دانه ای باشد (یعنی c=0) و سطح خاکریز زاویۀ با افق بسازد (شکل 5-16)، ضریب فشار محرک خاک، ، به شکل زیر تعریف می شود :نیروی مقاوم رانکین برای دیواری بدون اصطکاک با ارتفاع H ضریب فشار مقاوم رانکینضریب فشار مقاوم رانکین ضریب فشار مقاوم رانکین

اسلاید 58: فشار جانبی ناشی از سربارهای مختلف بر روی دیوار حایلفشار به علت سربار (بار خطی)تغيير مكان جانبي ديوار نوع خاك 0.005H ماسه متراكم 0.01H ماسه شل 0.01H رس سفت 0.05H رس نرم

اسلاید 59: فشار به علت سربار نواری روی سطحنیروی جانبی روی دیوار به علت نواریپایداری دیوارهای حایلتناسبات دیوارهای حایلدر هنگام طراحی دیوار حایل، باید ابعاد اولیه ای برای آن حدس زده شود.به منظور ایجاد شرایط مناسب برای بتن ریزی، ضخامت بالای دیوار هیچوقت کمتر از 3/0 متر در نظر گرفته نمی شود. برای عمق D نیز باید حداقل 6/0 متر رعایت شود و از طرفی سطح زیر پایه نیز باید زیر عمق یخ بندان باشد.برای دیوارها حایل پشت بنددار، حداقل ضخامت دیوار پشت بند نیز مساوی 3/0 متر.شکل 5- 24- تناسبات هندسی دیوارهای حایل. (الف) دیوار وزنی، (ب) دیوار طره ای، حداقل D مساوی 6/0 متر انتخاب می شود. 0.3H تا 0.7H انتخاب می شود.

اسلاید 60: کنترل پایداریبرای کنترل پایداری دیوارهای حایل، انجام گامهای زیر ضروری است.کنترل در مقابل واژگونی در حول پنجهکنترل در مقابل لغزش در امتداد پایهکنترل برای ظرفیت باربری پایهکنترل برای نشستکنترل برای واژگونیدر شکل 5- 28 نیروهای وارد بر یک دیوار حایل طره ا ی و دیوار حایل وزنی با فرض فشار محرک رانکین مؤثر بر سطح قائم مار بر انتهای پاشنۀ دیوار نشان داده شده است. فشار مقاوم در جلوی پنجه می باشد که مقدار آن از رابطۀ زیر به دست می آید:

اسلاید 61: که در آن می باشد.لنگر واژگونی از رابطۀ زیر به دست می آید :ضریب اطمینان در مقابل واژگونی در حول نقطۀ C واقع در نوک پنجه، به صورت زیر تعریف می شود :حداقل ضریب اطمینان معمول در مقابل واژگونی بین 5/1 تا 2 می باشد.کنترل در مقابل لغزش در امتداد پایهحداقل ضریب اطمینان در مقابل لغزش 5/1 است.در اغلب موارد از نیروی مقاوم در محاسبات مربوط به ضریب اطمینان در مقابل لغزش صرفنظر می گردد. برای ایمنی بیشتر، از زاویۀ اصطکاک نیز کاسته می شود. مقدار زاویۀ اصطکاک کاهش یافته در حدود نصف تا دو سوم زاویۀ می باشد. به روشی، چسبندگی به حدود تا کاهش می یابد. بنابراین : (واژگونی)

اسلاید 62: اطمینان 5/1 در مقابل لغزش دست یافت، از یک زبانۀ برشی در زیر پایه استفاده می شود.در صورت تعبیۀ زبانۀ برشی، نیروی مقاوم برای واحد طول دیوار برابر است با :راه دیگر برای افزایش ضریب اطمینان در مقابل لغزش، کاهش مقدار می باشد.حالتی که دیوار حایل، یک خاکریز دانه ای با سطح افقی را تحمل می کند.

اسلاید 63: کنترل برای ظرفیت باربریفشارهای قائم انتقال یافته از طرف پایۀ دیوار به خاک، باید برای ظرفیت باربری خاک کنترل شوند. با فرض تغییرات خطی، توزیع فشار قائم در شکل 5- 32 نشان داده شده است. فشار حداکثر در پنجه و فشار حداقل در پاشنۀ پایۀ دیوار به وجود می آید. مقادیر این فشارها را می توان به طریق زیر محاسبه نمود.مجموع نیروهای قائم مؤثر بر پایۀ دیوار مساوی نیروی افقی کل مساوی می باشد.لنگر خالص این نیروها در حول نقطه C برابر است با : فاصلۀ CEلنگرمعمولاً ضریب اطمینانی در حدود 3 لازم است.

اسلاید 64: مثال 5-12 كتاب

اسلاید 65: ضریب اطمینان در مقابل واژگونيلنگر واژگونی : (واژگونی)

اسلاید 66: ضریب اطمینان در مقابل لغزش(لغزش) ضریب اطمینان در مقابل ظرفیت باربری(پنجه) (پاشنه)

اسلاید 67: فشار جانبی خاک دیوار های حائل فشار آب حفره ای + تنش موثر = تنش کامل در سیال K=1 = تنش کل تنش موثر فشار آب

اسلاید 68: وقتی که بار هم روی سطح خاک باشد :ضریب فشار جانبی خاک وقتی که K داریم : K در حالت سکون – بدون جابجایی – در حالت بکر (ko) (بدون خاکبرداری) Ko : ضریب فشار جانبی خاک در حالت سکون برای خاک دانه ای تحکیم یافته رس عادی تحکیم یافته ضریب پیش تحکیمی (نسبت پیش تحکیمی) رس عادی تحکیم یافته

اسلاید 69: تمرین 2-5 کتاب : خاک دانه ای می باشد لذا خواهیم داشت ضریب فشار جانبی خاک

اسلاید 70: خاکی که مقداری آزادی حرکت دارد – خاک در حالت محرک (active) (ka) جاهایی که خاکبرداری می شود . حالت مقاوم – حالت passive (وقتی خاک فشرده شود) Kp (خاک در حالت مقاوم یا منفعل)

اسلاید 71: Active خاک ناخوشایند بوده و passive خاک خوشایند می باشد . فشار نامطلوب : اگر خاک را بکوبیم و متراکم کنیم فشار نامطلوب :