رسالة مقدمة إلى كلية الهندسة في جامعة بابل كجزء من متطلبات نيل درجة ماجستيرفي علوم الهندسة المدنية / الموارد المائية أعدت من قبل الطالبة آيات ماجد عباس محمد بإشراف أ.د. عبد الحسن خضير الشكرهذه الدراسة تهتم بإيجاد التصميم الامثل للجدران الساندة لنوعيه ( الجدران الساندة الثقلية الكتلية والجدران الساندة الثقلية المسلحة) عندما يتم انشائها على ترب عشوائية متغيرة مكانيا (Random Soil). ومن المعروف بأن الترب العشوائية هي تللك الترب التي تتغير خصائصها (قوه التماسك C, زاوية الاحتكاك الداخلي ?) بشكل عشوائي (Randomly) من مكان إلى آخر داخل مقطع التربة، حيث يستلزم اتباع طرق إحصائية في حسابها وتمثيلها. ان التصميم الامثل يتمثل في ايجاد افضل مقطع (اقل مساحه عرضيه) مع تحقيق كل متطلبات السلامة والاستقرار. والتي تشمل متطلبات التصميم الزلزالي، والاحمال الاضافية والمتطلبات الانشائية والجيوتكنيكية.
تم اعتماد نظرية الزائف-الساكن لتحليل الاستقرارية التي تعطي معامل امان ضد الانهيار الميكانيكي او تمزق مكونات المواد. طريقة (Mononobe-Okabe) استخدمت لتخمين ضغط التربة الحركي (الديناميكي). تم تقديم محددات تحليل القوى ومعاملات امان انواع الفشل الخارجي والداخلي للجدران المنشأة واجزاء الاساس.
في هذا الدراسة، تم نمذجة المسألة كموديل ثنائي الابعاد (المساحة لكل وحده طول من الجدار) مع اخذ بنظر الاعتبار تداخل الجدار- تربه الردم- الاساس باستخدام طريقه العناصر المحددة بواسطه برنامج انسز (ANSYS 11.0) حيث تم ادخال الابعاد الأولية الافتراضية ((Initial section لكلا من نوعي الجدار. وكذلك، فقد تم اختيار أنواع مختلفة من الأحمال خصوصا الحمل الزلزالي. حيث تم ادخال تأثير الزلزال بتعجيل افقية بقوة افتراضية (PGA=0.2g). ايضا، تعرض النموذج للزلزال يؤخذ بصيغة قوة مع زمن (Force-time).
أظهرت النتائج أن ANSYS/APDL أداة فعالة لمحاكاة الجدار الردم-الأساس مشكلة التفاعل وعملية التحسين. اضافة الى ذلك تمثلت الاستنتاجات ايضا بان النسب الاولية الافتراضية لمقطع الجدار الساند لا تمثل المقطع الامثل بسبب عدم تحقيقها لمعاملات الامان. حيث مقطع الجدار الكونكريتي الثقالي يحتاج الى زيادة بالمقطع بنسبة 48.47% لتحقيق جميع متطلبات الامان عند معامل امان قابلية التحمل (?(FS?_b=3 . في حين، ل?(FS?_b=1.5) تقع هذه النسبة في 37.41%.
تم دراسة العديد من الحالات لفهم التصميم الامثل لهذه المنشآت تحت تأثير الاحمال الساكنة والزلزالية و اهم المحددات تأثيرا على المساحة المقطع الاقل ومتغيرات التصميم. تم ايجاد ان معامل الزلازل الافقي(K_h) هو الاكثر تأثيرا على التصميم الامثل (اقل مساحه عرضية) متبوعا بزاوية ميل تربة الردم (? ) ثم الأحمال الطريق الاضافية (q).
تم الحصول على نسبة نقصان بالمساحة تساوي 26.45% عند المقارنة بين طريقة التصميم المثلى وطريقة التصميم الاعتيادية للجدران الخرسانية الثقلية الساندة بينما تم الحصل على نسبة نقصان بالمساحة تساوي 12.78% عند المقارنة بين التصميم بطريقة صفر- النظام وطريقة الخوارزميات الجينية للجدران الخرسانية الشبه - الثقلية الساندة.
اعلام كلية الهندسة
|