بار جانبی استاتیکی و دینامیکی خاک وارد بر دیوارهای زیرزمینی

یکی از چالش‌هایی که هنوز برای آن جواب قطعی در دسترس نیست، میزان و نحوه توزیع بار جانبی استاتیکی و دینامیکی خاک در دیوارهای حائل زیرزمینی است. مراجع متعددی در این زمینه موجود است که هرکدام نظریه و پیشنهاد متفاوتی دارند.

خوشبختانه در چند سال اخیر مطالعات آزمایشگاهی بسیار مفیدی در این زمینه انجام شده است که تا حدود بسیار زیادی ابهامات را برطرف می‌کنند. عمده این تحقیقات در دانشگاه دیویس کالیفرنیا انجام شده است که مقالات آن نیز قابل‌دسترس است. چکیده این مطالعات به شرح زیر است:

– توزیع فشار دینامیکی خاک برخلاف باورهای گذشته، مشابه توزیع استاتیکی است. به این معنی که توزیع فشار دینامیکی تقریباً به‌صورت مثلی است که قاعده آن در پایه دیوار خواهد بود.
– استفاده از روابط “مونونوبه- اکابه” و “وود” برای دیوارهای زیرزمینی که دیوارهای مهارشده نیز تلقی می‌شوند، منجر به نتایج بسیار دست بالا خواهند شد. خصوصاً رابطه وود ۲ تا ۳ برابر فشار دینامیکی خاک را بیشتر از مقدار مورد نیاز برآورد می‌کند.
– استفاده از رابطه مونونوبه- اکابه اصلاح شده که به رابطه “سیید و ویتمن” معروف است نتایج بسیار منطقی با تقریب خیلی خوب ارائه می‌دهد. در شکل ضمیمه یک مقایسه برای ضریب اضافه فشار دینامیکی برای حالات گفته شده ارائه گردیده است.
– چنانچه از اضافه فشار دینامیکی استفاده شود، باید فشار استاتیکی در حالت محرک را نیز به دیوار اعمال کرد. در این حالت نیازی به اعمال فشار استاتیکی خاک در حالت سکون نیست.
– اگر از فشار استاتیکی در حالت سکون استفاده شود، با توجه به اینکه در ترکیبات بارگذاری ضرایب بار خاک برابر ۱٫۶ است، تحقیقات انجام شده نشان می‌دهد که دیگر نیازی به اعمال بار دینامیکی نیست. فقط کافی است بار خاک را به‌صورت مثلثی با ضرب جانبی در حالت سکون منظور گردد.

با توجه به توضیحات ارائه شده، معمولاً اعمال بار خاک به‌صورت استاتیکی و با ضریب جانبی در حالت سکون به مقدار کافی حاشیه اطمینان را خواهد داشت و نیازی به اعمال بار دینامیکی نخواهد بود و مراحل مدل‌سازی و طراحی دیوارهای حائل زیرزمینی ساده‌تر می‌شود.

منبع: کانال مهندس سلطان آبادی