(شکل۳-۱۸): تغییرات نیروی محوری درطول لایه ژئوتکستایل به ازای طولهای ۸،۱۰،۱۳متر،محوری۱۰۰۰ کیلونیوتن برمتروسربار^۲ KN/M300P= ]26[

(شکل۳-۱۹): تغییرات کرنش کششی درراستای قرارگیری ژئوتکستایل برای حالت غیرمسلح وبه ازای سربارهای ۱۰۰،۳۰۰کیلونیوتن برمترمربع ]۲۶ [

۳-۳-۶- نتیجه گیـری

در زیر خلاصه ای از مهمترین نتایج به دست آمده از این پژوهش ارائه می گردد:
درپوشش خاکی مسلح روی حفره یعنی در فاصله بین سطح زمین وتاج حفره، ژرفایی وجود دارد که درآن ژرفا، تسلیح خاک کمترین اثر را درکاهش نشست ها دارد.
با افزایش میزان سختی کششی ژئوتکستایل از مقدار نشست ها بیشتر کاسته می شود. همچنین در نسبت ژرفاهای کوچک، اختلاف مقدار نشست ها به ازای سختی های کششی گوناگون ژئوتکستایل کمتر می باشد.
با افزایش تعداد لایه های ژئوتکستایل میزان نشست ها کاهش ابد اما این کاهش فقط تا تعداد لایه معینی محسوس میباشد و بعد ازآن تغییرات بسیار ناچیز است. یعنی برای خاک و ژئوتکستایلی با ویژگیهای معین، مقداربهینهای برای تعداد لایه های مسلح کننده وجود دارد.
باافزایش طول ژئوتکستایل ازمقدار نشست ها کاسته میشود اما کاهش مقدارنشستها فقط تا طول معینی قابل توجه میباشد. یعنی درشرایط مشخصی از ویژگیهای خاک و ژئوتکستایل، طول گیرداری بهینه ای برای مسلح کننده وجوددارد.
فصـل چهارم
معرفی اجمالی نرم‌افزار PLAXIS
و صحت مدلسازی

۴-۱- مقدمه

در روش‌های عددی سعی شده است تا تمامی پارامترهای مورد نیاز برای مدل‌سازی رفتار خاک و شرایط مرزی، واقعی در نظر گرفته شوند و عددی بودن این روش‌ها، به دلیل پیچیده بودن محاسبات و نیز غیر خطی بودن رفتار خاک است. روش‌های مبتنی بر تفاضل محدود و اجزای محدود نسبت به سایر روش‌ها کاربرد بیشتری دارند. در این روش‌ها مراحل ساخت سازه توسط نرم افزار شبیه سازی می‌شود. توانایی این روش‌‌ها در انعکاس دقیق شرایط محلی اساساً به توان مدل رفتاری در بیان واقعی رفتار خاک و صحت شرایط مرزی اعمالی بستگی دارد. نرم‌افزار بایستی به گونه‌ای باشد تا بتوان هندسه مدل، مراحل ساخت، پارامترهای خاک و شرایط مرزی را به راحتی در آن اعمال نمود. اعضای سازه‌ای نیز ممکن است در حین شبیه سازی عددی به مدل اضافه شوند. این روش‌ها توانایی مدل‌کردن پیهای مسلح شده با چندین لایه تقویت کننده و اندرکنش پیچیده بین عنصر تسلیح و خاک را دارند. این روش‌ها قادر به حل مسائل به صورت سه بعدی می‌باشند و هیچ کدام از محدودیت‌های روش‌های تحلیلی را ندارند. تحلیل‌های عددی کاملاً پیچیده هستند و باید توسط افراد متخصص و خبره صورت گیرد. کاربر باید دید مهندسی دقیقی در بررسی نتایج حاصل از رفتار غیر خطی خاک داشته باشد. در حال حاضر الگوریتم‌های متعددی جهت حل دستگاه معادلات حاکم بر سیستم‌های غیر خطی وجود دارد. بعضی از این روش‌ها دقیق بوده و بعضی دیگر بستگی به مقدار نمونه انتخابی دارند. در این میان تقریب‌ها و خطاهایی در المان‌بندی‌ها وجود دارد که می‌تواند به وسیله گزینه‌های مختلف نرم افزار محدود شود. روش‌های طراحی احتمالاً ترکیبی از روش‌های ساده و تحلیل‌های عددی کامل می‌باشند و به گونه‌ای که از روش‌های ساده برای به دست آوردن ابعاد اولیه سازه‌ای و از تحلیل‌های عددی کامل برای کنترل پایداری و به دست آوردن نیروهای سازه‌ای و مقدار تغییر مکان‌ها استفاده می‌شود. در این فصل تنها مختصری از تاریخچه نرم افزار Plaxis بیان می‌شود. قابلیت‌های مختلف این نرم‌افزار به همراه مدل‌های رفتاری مختلف در قسمت ضمیمه ارائه گردیده است.
در ادامه این فصل جهت کنترل دقت نرم افزار و قابلیت کاربر برای ارائه نتایج دقیق ، صحت سنجی با شبیه سازی دو مدل آزمایشگاهی وتحلیل آن در نرم افزار Plaxis نتایج حاصل از تحلیل با نتایج گزارش شده آزمایشگاهی مقایسه شده است.

۴-۲ معرفی نرم افزارPlaxis

توسعه نرم‌افزار پلکسیس در سال ۱۹۷۸ در دانشگاه دلف(Delft) هلند آغاز شد. هدف اولیه، فراهم کردن یک برنامه اجزای محدود بوده است که استفاده‌ آسانی داشته باشد. بطوریکه اولین بار نیز از این برنامه برای مطالعه خاکهای رس نرم سواحل هلند استفاده شد. اما امروزه تقریبا در تمام مباحث ژئوتکنیک کاربرد دارد. قابلیت‌های مهم این برنامه که آن را از برنامه‌های مشابه متمایز ساخته است و شرکتهای بسیاری در زمینه‌های مختلف ژئوتکنیک آن را به خدمت گرفته‌اند عبارتند از:
۱- سهولت استفاده و داشتن پنجرههای دسترسی آسان برای هر یک از بخشهای آن.
۲- داشتن اطلاعات کلی از روش اجزای محدود برای استفاده از آن کافی است.
۳- قابلیت تحلیل مرحله به مرحله مسایل را دارد. این امکان، بافعال یا غیر فعال کردن گروه المانها به وجود میآید.
۴- قابلیت شبیه‌سازی اجزای سازه‌ای را داشته و اندرکنش آن با خاک را در نظر می‌گیرد.
۵- مدلهای مختلف رفتاری خاک را می‌شناسد (الاستیک خطی، موهرکولمب، سخت شونده،
نرم شونده و نرم شونده خزشی)
۶- قابلیت بارگذاری استاتیکی و دینامیکی را هم به صورت نیرو و هم جابجایی دارد.
۷- خروجی‌های آن به صورت منحنی و نمودار قابل نمایش است.
برای ساخت وتحلیل یک مساله می‌توان کلیه مراحل را در یک فلوچارت مانند شکل
(۴-۱) خلاصه نمود]۲۷[.

شکل(۴-۱) فلوچارت مراحل ساخت و اجرای یک مدل توسط نرم‌افزار PLAXIS ]27[

۴-۳ ویژگیهای مهم نرم افزار Plaxis نسخه۸٫۲

نسخه ۸٫۲ این نرم افزار در دسترس بوده و از نظر نصب، نیازهای سخت افزاری و نرم افزاری و تحلیل دارای مشکل خاصی نمی باشد.
معرفی لایه های مختلف خاک، سازه ها، مراحل ساخت، بارها و شرایط مرزی بصورت ساده و با روش های معمول رسم و در یک محیط گرافیکی انجام می گیرد و لذا مدل را میتوان با در نظر گرفتن تمام جزئیات و با دقت کافی معرفی کرد.
نرم افزار Plaxis قادر است شبکه المان محدود را بطور خودکار با المانهای مثلثی تولید نماید
در این نرمافزار المانهایی در دسترس میباشند که کاربر را قادر میسازد تا به یک توزیع دقیق تنش در داخل خاک و همچنین پیشبینی دقیق بارهای گسیختگی دست یابد. کاربر برای مدل کردن لایه های خاک یکی از اجزاء مثلثی ۱۵ گرهی و ۶ گرهی را انتخاب نماید. مثلث ۱۵ گرهی المان پیش فرض میباشد، که از درونیابی مرتبه چهار از تغییر مکان و انتگرالگیری عددی از ۱۲ نقطه گاوس (نقاط تنش) بدست میآید. مثلث ۱۵ گرهی، المان بسیار دقیقی است که نتایج تنش بسیار بهتری را برای مسائل پیچیده ارائه میدهد. استفاده از مثلثهای ۱۵ گرهی بیشتر در مواردی استفاده میشود که بارهای دینامیکی نقش زیادی در بارگذاریها داشته باشند. استفاده از مثلث ۱۵ گرهی حافظه بالایی میطلبد و نسبتاً کارایی عملیات و محاسبات به آرامی انجام میپذیرد. مثلث ۶ گرهی نیز المان دقیقی است که نتایج خوبی در تحلیل تغییر شکل استاندارد میدهد، مشروط بر اینکه از تعداد کافی المان استفاده نمائیم، با این وجود باید در مدلهای با تقارن محوری و یا جائی که گسیختگی (احتمالی) نقش مهمی بازی میکند دقت نمود، مانند محاسبات ظرفیت باربری و تحلیل ایمنی به وسیله کاهش مقاومت برشی خاک. یک المان ۱۵ گرهی میتواند از ترکیب چهار المان ۶ گرهی تشکیل شود. در شکل (۴-۲) المان های ۱۵ و ۶ گرهی نشان داده شده است.

(شکل ۴-۲ ): چگونگی نقاط تنش در المان خاک]۲۷[

Plaxis جهت انجام تحلیلهای اندرکنش بین سازه و خاک ، مثلاً جهت مدلسازی ناحیۀ برشی در اطراف پیها ، شمعها ، دیوارهای حائل و غیره المانهای فصل مشترک را در اختیار کاربر قرار
میدهد.
انتخاب نوع تحلیل به یکی از صورتهای تحلیل پلاستیک، تحلیل تحکیم و تحلیل ایمنی یا روش کاهش مقاومت برشی خاک، توسط کاربر صورت می گیرد.
مدلهای رفتاری خاک و دیگر قابلیت‌های این نرم افزار بطور کامل در قسمت ضمیمه این
پایان نامه تشریح شده است]۲۷[.

۴-۴- صحت سنجی نرم افزار Plaxis

به منظور حصول اطمینان از صحت خروجی های بدست آمده از برنامه plaxis نتایج بدست آمده از دو مدل آزمایشگاهی وعددی که شرح آن به طور کامل در بیشینه تحقیق آمده است را با هم مقایسه کرده و مشاهده گردید که اختلاف بسیار ناچیز و قابل چشم پوشی میباشد بنابراین میتوان از نتایج برنامه plaxis با اطمینان استفاده نمود. مقایسه نتایج ذکر شده به شرح زیر میباشد:

(شکل۴ـ۳) شبکه بندی وابعاد هندسی مدل عددی(الف) حالت خاک بدون حفره (ب)حالت خاک حفرهدار]۲۵[

(شکل ۴-۴): منحنی تنش ـ نشست خاک غیرمسلح (الف) حالت خاک بدون حفره (ب) خاک حفره دار ]۲۶ [

در برنامه Plaxis شکل (۴-۳) مدل سازی شده و مورد تحلیل قرار گرفت.
نتایج تحلیل با نتایج ازمایشگاهی شکل(۴-۴) گزارش شده مقایسه و مشاهده گردید که اختلاف بسیار ناچیر و به میزان یک درصد و قابل چشم پوشی میباشد . بنا بر این صحت سنجی اثبات و میتوان از برنامه Plaxis و نتایج حاصل از آن با اطمینان استفاده نمود.
فصـل پنجم
مشخصات مصالح و نحوه مدل سازی