بررسی عددی اثر یخ زدگی در دیواره ی خاکی میخ کوبی شده

استفاده از سیستم میخ‌کوبی خاک در مناطق سردسیر به دلیل عدم انجام مطالعات کافی در مورد پاسخ دیواره‌ی خاکی میخ‌کوبی شده تحت شرایط یخبندان، محدودتر از سایر مناطق دمایی است. بنابراین در پژوهش حاضر با استفاده از نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس، یک مدل‌سازی عددی از دیواره‌ی خاکی میخ‌کوبی شده در منطقه‌ی برانزویک آمریکا انجام شده است. پس از راستی‌آزمایی مدل عددی مذکور براساس نتایج عملیات میدانی انجام شده بر روی همان دیواره‌ی خاکی، سه چرخه یخ زدن بر دیواره‌ی خاکی اعمال و مشخص شد که تحت اثر چرخه‌های دوم به بعد، تنش ایجاد شده در میخ‌ها نسبت به چرخه‌های قبلی کاهش یافته است. سپس سه چرخه یخ‌زدگی براساس دمای فرضی بحرانی، بر مدل اعمال شد و با مقایسه‌ی بیشترین تنش ایجاد شده در میخ‌ها تحت اثر شرایط مذکور با آستانه‌ی گسیختگی فولاد، این نتیجه به دست آمد که دیواره‌ی خاکی میخ‌کوبی شده دچار گسیختگی نمی‌شود. در ادامه، با اعمال تاثیر معیار قطع کشش در رفتار بدنه‌ی خاکی مشخص شد که بدنه‌ی خاکی دچار افزایش جابه‌جایی و همچنین کاهش تنش در میخ‌ها شده است.

numerical study of freezing effect on soil nail wall

one of the methods of stabilizing soil slopes or excavated pits is soil nailing. the use of this method is common in different parts of the world and has a history of about four decades. however, the use of this method in cold regions is more limited than other regions with normal temperature conditions due to insufficient studies and lack of necessary information about the response of the soil nail wall under freezing conditions. therefore, in this study, in order to help better understand the behavior of soil nail wall due to frost activity, using abacus finite element software, a complete thermal-mechanical analysis coupling on a case soil nail wall in the brunswick area located in maine, usa. in order to validate the numerical model, the results obtained from this simulation are matched with the results of field operations performed by duchenne (2003) on the same soil nail wall. in the continuation, by applying successive freezing and thawing cycles on the mentioned soil wall, the amount of stress created in the nails strengthening the soil wall in different cycles were compared and the stability or instability of the soil wall was investigated. the results of the study of the amount of stress created in the nails due to the applying of three freezing cycles with normal temperature of the brunswick region to the soil body show that with increasing the number of cycles, the stress created in the nails decreases in higher cycles than in lower cycles. then, the effect of applying three freezing cycles based on a hypothetical critical temperature on the soil nail wall was investigated by comparing the highest stress created in the nails under the mentioned conditions with the rupture threshold steel, it was concluded that the soil nail wall does not break. in the following, by examining the effect of tension cut-off on the behavior of the soil nail wall, it was found that the soil nail wall experiences an increase in displacement as well as an increase in the stress in the nails.