تحلیل سه بعدی پایداری شیروانیهای همگن و ناهمگن در حالات استاتیکی و دینامیکی به روش آنالیز حدی
چکیده
در تحقیق حاضر، به روش مرز بالای آنالیز حدی، الگوریتم تحلیل پایداری سه بعدی شیروانی ها در خاکهای همگن و ناهمگن تحت بارگذاریهای استاتیکی و دینامیکی ارائه شده است . این الگوریتم با استفاده از یک شیوه بهینه سازی توانمند، شکل واقعی توده های لغزش را مدل می نماید و ضریب ایمنی را در اینگونه مسائل محاسبه می کند. الگوریتم این تحقیق در حالت خاص می تواند جهت محاسبه بار حدی در مسائل سه بعدی ظرفیت باربری پی ها بکاربرده شود. تحلیل پایداری سه بعدی شیروانی ها از مسائلی است که در سه دهه اخیر مورد بررسی قرار گرفته است . این تحلیل در بسیاری از موارد عملی ضرورت اساسی دارد، لیکن در حال حاضر عموما بدلیل محدودیت مدلهای ریاضی در دسترس ، انجام پذیر نمی باشد. تاکنون تحلیل سه بعدی شیبها تنها در یک مورد در چارچوب دقیق مبانی روش آنالیز حدی که از قوی ترین روشهای حل مسائل پایداری در مکانیک خاک است . انجام یافته و آن نیز محدود به خاکهای همگن و حالت استاتیکی می باشد. مقایسه نتایج الگوریتم تحقیق حاضر در این حالت خاص با روش مذکور بیانگر بهتر بودن نتایج این الگوریتم بوده است . تحلیل سه بعدی پایداری شیبها در خاکهای ناهمگن برای اولین بار در این تحقیق انجام یافته است . قابلیت تحلیل مسائل در دو حالت ناهمگنی (الف) افزایش تدیجی ضریب چسبندگی خاک با عمق و (ب) خاکهای چند لایه (بدون محدودیت در انتخاب تعداد لایه) با امکان در نظر گرفتن زوایی اصطکاک داخلی متفاوت در لایه های مختلف و استفاده از مکانیسم های متفاوت لغزش در لایه های مختلف خاک و بهینه سازی هر یک از آنها به طور مستقل، ویژگیهای منحصر بفرد الگوریتم تحقیق حاضر می باشند. مقایسه نتایج حاصل در این زمینه با نتایج موجود در متون فنی نشان می دهد که الگوریتم تحقیق حاضر، حتی در حالات دو بعدی نیز برخی از اساسی ترین محدودیتهای موجود تحلیل های پایداری شیروانی به روش آنالیز حدی را از میان برداشته است . تحلیل سه بعدی پایداری شیروانی ها و ظرفیت باربری پی ها در حالت دینامیکی (به صورت شبه استاتیکی) یکی دیگر از قابلیتهای روش تحقیق حاضر می باشد. امکان در نظر گرفتن همزمان و یا جداگانه ضریب شتاب موثر وارد بر توده خاک و نیروی افقی وارد بر شالوده و همچنین در نظر گرفتن ضریب شتاب به صورت تابعی از عمق از عمده ترین دستاوردهای تحقیق حاضر در این زمینه می باشد. این الگوریتم نخستین روشی است که تحلیل (دو بعدی و سه بعدی) دینامیکی مسائل ظرفیت باربری و پایداری شیب را با استفاده از روش آنالیز حدی در خاکهای ناهمگن امکان پذیر می سازد. نرم افزاری که در جریان این تحقیق تهیه گردید. حل کلیه مسائل فوق الذکر را به کمک رایانه های شخصی و با سرعت و سهولت زیادی ممکن می کند.