یک چارچوب مفهومی FEM-DEM برای پایداری چرخه‌ای دیوارهای حائل غیراشباع

میلاد ذاکری زیارتی¹ مهزاد اسمعیلی فلک²

1) دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، تهران، ایران
2) دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، تهران، ایران

کد IOI مقاله : AAHF-ABKDBB
محل انتشار : کنفرانس ملی فناوری های معماری و هنر، شهر هوشمند، صنایع نرم وخلاق و فرهنگ فناوری (icact.ir)
چکیده :
    عملکرد بلندمدت سازه‌های حائل در خاک‌های غیراشباع به‌شدت تحت تأثیر چرخه‌های مکرر تر-خشک شدن (W–D) و یخ‌زدن-آب‌شدن (F–T) قرار می‌گیرد که این چرخه‌ها مکش، نفوذپذیری و مقاومت برشی خاک را دستخوش تغییر می‌کنند. اگرچه مطالعات متعددی هر یک از این پدیده‌ها را به‌طور مستقل بررسی کرده‌اند، همچنان یک چارچوب یکپارچه که تراوش گذرا را با تکامل ترک‌های گسسته و تخریب فصل‌مشترک خاک-سازه ترکیب کند، در ادبیات فنی دیده نمی‌شود. مقالهٔ حاضر یک چارچوب مفهومیِ کوپلِ المان‌محدود–المان‌گسسته (FEM–DEM) را ارائه می‌دهد که برای تلفیق این اثرات در قالب یک ابزار ارزیابی هم‌بسته طراحی شده است. نکتهٔ کلیدی آن است که این پژوهش خروجی‌های عددی بدیعی ارائه نمی‌دهد، بلکه یک ساختار عددی دقیق و نظام‌مند را معرفی می‌کند که در آن توابع کاهش مقاومت وابسته به چرخه، که بر اساس داده‌های آزمایشگاهی منتشرشده واسنجی شده‌اند، به‌صورت نظام‌مند تعبیه گردیده‌اند. برای راستی‌آزمایی انسجام درونی چارچوب، نتایج معیار (بنچمارک) منتشرشده از ادبیات فنی اخیر و داده‌های تجربی، درون این مدل مفهومی بازتفسیر شده‌اند. شواهد تلفیقی نشان می‌دهد که پس از پنج چرخهٔ اقلیمی شدید، ضریب ایمنی ممکن است بیش از ۵۰٪ کاهش یابد، در حالی که روش‌های پیوسته‌ی متعارف، برآوردهایی نسبتاً خوش‌بینانه‌تر ارائه می‌دهند. افزون بر این، گذار از گسیختگی دورانی عمیق به لغزش انتقالی سطحی در پشت دیوار حائل نیز شناسایی شده است. این چارچوب مفهومی، ضرورت مدل‌سازی صریح ترک‌های ناشی از شرایط جوی و افت مکش را برجسته می‌سازد، در حالی که پیاده‌سازی کامل عددی و اعتبارسنجی آن به‌عنوان مراحل آیندهٔ پژوهش تعیین شده‌اند.

کلمات کلیدی : خاک غیراشباع سازهٔ حائل چرخه‌های تر خشک‌شدن و یخ‌زدن آب‌شدن کوپل المان‑محدود / المان‑گسسته (fem dem) مکش ماتریکی تخریب هیدرو مکانیکی