بررسی پایداری شیروانی های خاکی و یافتن راهی برای ارزیابی دقیق تر پایداری شیب ها وترانشه های خاکی، از دیرباز  مورد توجه کارشناسان و متخصصان ژئوتکنیک بوده است. تخمین افزایش ضریب اطمینان پایداری شیروانی ها و شیب های خاکی در شرایط و پروژه های مختلف اعم از سدسازی،    کانال ها، خاکریزها، بزرگراه ها، اسکله ها و… .، در همین راستا تلاش برای افزایش پایداری شیب ها امری تعیین کننده در پایداری کلی سازه ها به شمار می رود. نتیجه لغزش یا شکست یک شیب      می تواند باعث از دست رفتن عملکردی آن پروژه ( شیب) و حتی باعث از دست رفتن جان عده ای انسان گردد. مهندسان ژئوتکنیک باید در ارزیابی پایداری شیروانی های خاکی توجه خاصی به       زمین شناسی، زهکشی سطحی، آب زیرزمینی و مقاومت برشی خاک مبذول داشته باشند.
2-1- بیان مسأله
در ساخت و بهره برداری از شیب ها و دیواره های خاکی، مسئله پایداری و بررسی مکانیسم های شکست احتمالی، ملاحظه های اقتصادی و حتی در برخی سازه ها فاجعه ی انسانی بسیار مهم        می باشد، بنابراین شناخت نوع پایداری و ناپایداری در شیروانی ها به جهت تشخیص راه های جلوگیری و مقابله با آن، امری مهم و ارزشمند می باشد. دو روش مهم در تحلیل پایداری شیب ها و شیروانی ها روش های تعادل حدی و عددی است. در این پژوهش با مدل سازی و بررسی دقیق یک شیب با دو زاویه گوناگون در شرایط تحت تراوش بدونمهار و با مهار در خاک های رس و ماسه  با        هر دو روش ذکر و این دو روش با هم مقایسه می شود.
روش تعادل حدی 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

یكی از روش های تحلیل پایداری شیب ها روش تعادل حدی است، در این روش اولین تحلیل را كولمان در اواخر قرن هجدهم ارائه داده است، در این گونه روش ها فرض اصلی این است كه سطحی در امتداد سطح لغزش اختیار می شود (منحنی یا مستوی) معیار گسیختگی مشخصی (مثلاً: موهر –‌ كولمب) حاكم بوده و بخش لغزنده بصورت مجزا و صلب بر سطح گسیختگی جا به جا می شود، آنگاه تمام نیروهای موثر بر لغزندگی و برای جلوگیری از آن در نظر گرفته می شود و با مقایسه مقاومت برشی لازم جهت حفظ پایداری با مقاومت برشی موجود در خاك ضریب ایمنی تعیین می گردد.
در یك روش كاربردی از این گروه كه به روش قطعات موسوم است، بخش لغزنده خاك به قطعاتی قائم تقسیم می شود و بررسی تعادل استاتیكی نیروها روی هر قطعه به طور مجزا صورت می گیرد، روش های مبتنی بر تعادل حدی به علت وضوح مفاهیم و سادگی استفاده، كاربردی ترین روش های بررسی پایداری شیب ها می باشند و در دفتر مهندسین مشاور كاربرد وسیع دارند.
روش عددی
 نرم افزارهای مختلفی براساس روش اجزاء محدود یا تفاضل محدود در بازار موجود می باشند از جمله: پلکسیس، فلک، فلک سه بعدی، ژئواسلوپ، یودک، تری دک، سی ای تو و انسیس و … .
 از بین نرم افزارها بنا بر دلایل زیر، روش عددی انتخاب می شود و مورد مطالعه جدی قرار می گیرد:
– علاوه بر الگوی اصلی خاک، الگوی رفتاری مو هر-کولمب، دارای الگوهای رفتاری الاستیک، الگوی خاک سخت شونده، الگوی خاک نرم و الگوی خاک نرم توأم با خزش را داراست که می توان از هر کدام از آن ها با توجه به نوع خاک و رفتارهای گوناگون از آن استفاده کرد.
– از نظر تعداد درجات آزادی برای الگوکردن سیستم خاک مسلح این نرم افزار با محدودیت خاصی مواجه نمی شود.
– فایل ورودی که این برنامه می سازد، بسیار قابل فهم می باشد به نحوی که به راحتی می توان تغییرات مورد نظر را در فایل ورودی وارد کرد و نیازی به الگوکردن مجدد الگو نمی باشد.
– امکانات گرافیکی این برنامه بسیار مناسب می باشد به نحوی که، علاوه بر مشاهده کانتورهای تنش ها وتغییرشکل‌ها می توان چگونگی تغییرات آن ها را نیز از ابتدا تا انتهای بارگذاری مورد بررسی قرار داد.
3-1- ضرورت انجام پژوهش
یكی از مهمترین مباحث دانش ژئوتكنیك تحلیل پایداری شیروانی‌ها‌ی خاکی تحت تراوش‌ و تعیین سطحی با كمترین ضریب اطمینان و به عبارت دیگر سطح بحرانی شكست است. در ساخت و  بهره برداری از شیب ها و دیواره های خاکی، مسئله پایداری و بررسی مکانیسم های شکست احتمالی،  به علت ملاحظات اقتصادی (اغلب پروژه های ژئوتكنیك با بودجه دولتی و سرمایه ملت عزیز ایران زمین ساخته می شوند)  و در برخی سازه ها جلوگیری از بروز فاجعه ی انسانی (گاه لغزش یک شیروانی طبیعی یا یک سد خاکی باعث مدفون شدن یک روستا و قربانی شدن هزاران تن می گردد) و از طرفی سرزمین پاکمان با بلاهای طبیعی نظیر سیل و زلزله و غیره مواجه می باشد و از طرف دیگر اهمیت دین مبین اسلام به مقام والای انسان و بیت المال وظیفه مهندسین عمران و اهمیت موضوع را صد چندان می کند.  نکته ی قابل ذکر آن است که یافتن معیاری دقیق برای بررسی پایداری شیروانی های خاکی از دو منظر قابل توجه است؛ نخست آن که نتایج به شدت محافظه کارانه در تخمین و تعیین ضریب ایمنی و پایداری، موجب اتلاف منابع مالی و اقتصادی و رسیدن به حاشیه ی امنی از پایداری خواهد شد، که در محدوده ی قابل استفاده ی پایداری قرار نخواهد گرفت، از سوی دیگر نتایج غیر مطمئن و ناامن نیز موجب تخریب و ضررهای مالی و جانی فراوان خواهد شد.
بر اساس تحقیق کارشناسان عمران  و ژئوتکنیک،  دو روش مهم، در تحلیل پایداری شیب ها  و شیروانی ها، روش تعادل حدی و روش عددی است، در این مطالعه با مدل سازی و بررسی دقیق یک شیب با دو زاویه گوناگون در شرایط تحت تراوش بدون مهار و با مهار در خاک های رس و ماسه  با هر دو روش،  سعی  می شود این دو روش با هم مقایسه گردند.
[1]. Henry Vidal