۴-۲-۲-۱- مراحل حل برای تعیین ضریب اطمینان به ترتیب زیر می باشد:
۱- از نیروهای بین قطعه ای E,X صرفنظر می شود. و با این فرض ضرایب اطمینان محاسبه می شود، که در این صورت ضرایب اطمینان برابر با روش فلنیوس می باشد.
۲- ۰=λ و در نتیجه نیروی برشی بین قطعه ای برابر با صفر می باشد. با این فرض مقادیر ضریب اطمینان محاسبه می شود. با توجه به شکل (۴-۹) هر گاه Fm محاسبه می شود، مطابق با روش بیشاب می باشد و هر گاه Ff محاسبه شود مطابق با روش جانبوی ساده شده می باشد.
شکل (۴-۹): نمودار ضریب اطمینان [۱۵]
۳- GLE مشتمل بر کلیه روش های است که نیروهای بین قطعه ای را هم در نظر می گیرد. برای در نظر گرفتن هر دو ضریب اطمینان بایستی ضریب مقیاس λ را طوری تعیین کرد که، مقدار مساوی برای هر دو ضریب اطمینان حاصل گردد که این کار با بهره گرفتن از تکنیک Rapid-solver، قابل اجرا می باشد. این تکنیک خیلی شبیه به روش نیوتن رافسون می باشد. الگوریتم حل نرم افزار بگونه ای است که λ اولیه را برابر ۳/۲ شیب ابتدا و انتها در نظر می گیرند و سپس مقادیر ضرایب اطمینان برای این مورد محاسبه می شود. اگر این دو ضریب اطمینان برابر بود از حلقه خارج شده و ضریب مقیاس قابل قبول می باشد وگرنه ضریب مقیاس دیگری را فرض کرده و شروع به محاسبه ضرایب اطمینان می کند. این کار تا زمانی ادامه می یابد که ضرایب اطمینان نیرو و لنگر با هم برابر شوند.
۴- در این مرحله توابع مختلف نیز با بهره گرفتن از الگوریتم بالا برای محاسبه ضریب اطمینان بکار گرفته می شوند. در تمامی موارد ذکر شده فرض بر این بود که سطح لغزش مشخص می باشد. حال به بررسی نحوه ایجاد سطح لغزش واصول حاکم بر آن می پردازیم. انواع سطوح لغزش عبارتند از[۱۵]:
الف- روش Grid & Radius
ب- سطح لغزش مرکب
پ- سطح لغزش کاملا تعریف شده
ت- بلوک های تعریف شده برای سطح لغزش
ث- روش Entry – Exit
از آنجای که در این پروژه از روش اول Grid & Radius استفاده شده است، بنابراین در این قسمت فقط به توضیح مختصر این روش بسنده می شود:
این روش یک روش ترسیمی برای تعیین مقطع لغزشی است که سطح لغزش را با ترسیم یک سری شبکه به عنوان Grid و یکسری خطوط به عنوان Radius مشخص می کند، بطوری که دایره ای به مرکز Grid و به شعاع Radius ترسیم می کند و سطح تقاطع دایره ها با شیب جداره تشکیل یک گوه گسیختگی می دهد و در نهایت با تحلیل پایداری آن با یکی از روش های ذکر شده (در این پروژه مورگنسترن) میزان ضریب اطمینان آن گوه بدست می آید. با تکرار الگوریتم بالا میزان حداقل ضریب اطمینان بعنوان سطح گسیختگی در مقطع بحرانی در نظر گرفته می شود و به جای خطوط شعاعی می توان از نقطه و یا نقاط مبنای دیگری استفاده کرد که به شرح زیر می باشد:
شکل (۴-۱۰): موقعیت سطوح لغزش [۱۵]
در این روش یک سری خطوط بر روی نقاط شبکه بوجود می آید که در واقع بیانگر خطوطی هستند که دارای ضرایب اطمینان یکسانی می باشند. نکته قابل تأمل در این خطوط به شرح زیر می باشد:
۱- کانتورها بایستی همگرا بوده وگسستگی نداشته باشند.
۲- نقطه ای که بعنوان ضریب اطمینان بحرانی در نظر گرفته می شود بایستی در میانه گره باشد.
۳- این نقطه نبایستی بر روی کانتورها قرار بگیرد.
در واقع کانتورهای مربوطه نقش کنترلی بر میزان ضریب اطمینان وصحّت آن دارند.
۴-۲-۲-۲- معادله حاکم بر تعادل حدی :
برای مقاومت برشی خاک از معادله موهر کولمب استفاده شده است:
S : مقاومت برشی خاک
: تنش کل خاک
u : فشار حفره ای آب
: زاویه اصطکاک داخلی
رایج ترین و متداولترین روش برای بیان مدل رفتاری خاک است که به صورت زیر تعریف می شود:
که بصورت یک معادله خط راست می باشد که در این معادله c بعنوان عرض از مبدا و برابر شیب خط می باشد.
شکل(۴-۱۱): پوش گسیختگی [۱۵]
پوش گسیختگی که در شکل (۴-۱۱) مشاهده می شود، اغلب از آزمایشات سه محوری بدست می آید که مماس بر دوایر موهر می باشد. پارامتر های سه محوری هم بصورت تنش کل و هم بصورت تنش مؤثر می باشد که نرم افزار قابلیت تفکیک این دو را ندارد و بایستی هر کدام بصورت مجزا در نرم افزار تحلیل شوند. از نقطه نظر آنالیز پایداری شیب پارامترهای مقاومتی مؤثر نتایج قابل قبولی را برای سطوح لغزش بحرانی بدست می دهد.
۴-۳- صحت سنجی:
در این بخش با توجه به اطلاعات موجود برای یک خاکریز با سطح آب زیر زمینی که در نرم افزار PLAXIS ، توسط طراحان اصلی این برنامه برای مثال آورده شده، اقدام به مدلسازی کرده و بحث صحت سنجی مورد بررسی قرار می گیرد.
۴-۳-۱- معرفی خاکریز و پارامترهای ورودی:
برای مدلسازی خاکریز موجود که از دو خاک SOIL-1 و SOIL-2 تشکیل شده است از حالت کرنش مسطح استفاده می شود. اطلاعات ورودی در نرم افزار برای هر یک از این خاک ها در جدول (۴-۲) آمده است.
جدول (۴-۲): مشخصات خاک های موجود در خاکریز(بحث صحت سنجی)
نسبت پواسون | زاویه اصطکاک داخلی (Degree) |
چسبندگی (KN/) |
مدول الاستیسیته (KN/) |
وزن مخصوص (KN/) |
مدل رفتاری | نوع خاک |