کتاب مهارهای مکانیکی خاک از طراحی تا اجرا

خرید کتاب مکانیکی خاک از طراحی تا اجرا

مهارهای مکانیکی با توجه به اقتصادی بودن، سرعت عملیات اجرایی و ویژگی ‌های منحصربه‌ فرد دیگر از جمله روش‌هایی هستند که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته ‌اند و بسیاری از مشکلاتی که در کتاب طراحی اتصالات فولادی برای مهار سازه فولادی و بتنی اشاره شده است را ندارند. در واقع مهارهای مکانیکی  دارای دو نوع مارپیچ و صفح ه‌ای هستند که خود باتوجه به نوع کاربرد و روش‌های اجرا به بخش ‌های مختلف تقسیم می ‌شوند. این مهارها در کشور‌های مختلف پذیرفته‌ شده هستند و با توجه به کاربردهای زیادی که دارند، تحقیقات گسترده‌ای برای شناخت رفتار آن‌ ها صورت گرفته است. از آن جایی که مهارهای مکانیکی تاکنون در کشور ما مورد استفاده قرار نگرفته‌ اند، در این کتاب به بررسی این نوع مهارها و تقسیم‌ بندی آن ‌ها پرداخته شده و روش‌های طراحی و اجرای هر یک بیان شده است؛ به این امید که این روش‌ها به کمک مهندسین این مرز و بوم آمده، هزینه ‌ها و زمان اجرای پروژ ه‌ها را کاهش داده و خطرات ناشی از اشکالات مهارهای دوغابی از میان برود.

پیشگفتار کتاب مکانیکی خاک از طراحی تا اجرا

امروزه استفاده از انواع مهارها در پروژه‌های مختلف با شرایط بارگذاری متفاوت بسیار مرسوم شده است. علت اصلی استفاده از این مسلح کننده‌ ها انتقال بار سازه به خاک‌ های دارای مقاومت بیشتر و یا خاک دورتر از ناحیه بحرانی است. در حالت کلی، برای انتقال نیروهای مختلف از سازه به خاک از مهار کمک گرفته ‌می‌ شود که مقاومت خود را از طریق مقاومت برشی و وزن برجای خاک اطراف خود به دست می‌آورند. مهارها در 20 سال‌ گذشته کاربردهای فراوانی در پایدارسازی دیواره‌ها، اجرای دیوارهای حائل، دیوارهای دریایی، سپرکوبی ‌ها، پی‌بندی ‌ها، پایدارسازی ترانش ه‌ها، اجرای لوله‌ های انتقال آب و یا نفت، برج‌های انتقال برق، ساخت اسکله‌ ها، مهار ساز ه‌های شناور و ... پیدا کرده‌ اند. ازجمله روش‌های پرکاربرد در اجرای بسیاری از این پروژه ‌ها استفاده از میخ‌ گذاری، دوخت به پشت ‌ها و به طور کلی مهارهای دوغابی است که به شکل گسترده‌ای در کشور ما استفاده می ‌شوند. این روش‌ها در اجرا با مشکلاتی روبرو هستند که از آن جمله می‌توان به حفاری همراه با لرزش و صدای زیاد، عدم کارایی مناسب در خاک‌ های پوک و ریزشی، عدم امکان استفاده در زیر سطح ایستابی، مشکل تزریق دوغاب در خاک ‌های دانه‌ریز، نیاز به صرف زمان مورد نیاز گیرش دوغاب برای پس‌کشیدگی مهارها، دشواری جایگذاری کابل‌ها (Strand) و میلگردها (bar) درون گمانه حفاری شده در خاک ‌های ریزشی و ... اشاره کرد، تمامی موارد ذکر شده باعث بالا رفتن هزینه‌ها و زمان اجرای پروژه می ‌شوند.

ثمره کتاب مکانیکی خاک از طراحی تا اجرا

این کتاب حاصل تلاش سه ساله نویسندگان بوده است که تحقیقات خود را در رابطه با مهارهای مکانیکی در دوره کارشناسی ارشد و دکتری انجام داده‌اند و همینک در پی گسترش آن نیز هستند. در تألیف این کتاب تلاش شده است که از جدیدترین و کامل‌ترین منابع استفاده گردد و همچنین منبع تمامی موارد بیان شده، ذکر گردد تا این امکان برای خوانندگان فراهم شود که در صورت نیاز به مطالعه بیشتر به منابع اصلی رجوع نمایند. کتاب پیش‌رو شامل 7 فصل بوده است.
فصل اول: به معرفی و تقسیم‌بندی انواع مهارها و کاربردهای آن‌ها پرداخته شده است.
فصل دوم: کتاب در رابطه با مهار مارپیچ و ویژگی‌های آن بوده است.
فصل سوم: نیز طراحی این نوع مهار مکانیکی اشاره شده است.
فصل چهارم: کتاب به توضیح در رابطه با انواع مهارهای صفحه‌ای و روش‌های اجرای آن پرداخته شده است.
فصل پنجم و ششم: روش‌های طراحی مهارهای صفحه‌ای افقی و قائم هستند. در آخر نیز به صورت خلاصه به انواع آزمایش‌های انجام شده روی‌ مهارها و روش پس‌کشیدگی مهار تحت عنوان فصل هفتم اشاره گردیده است.
کتاب حاضر با توجه به کاربرد فراوان مهار در علوم مهندسی، برای دانشجویان مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری رشته ژئوتکنیک، راه و ترابری، سازه، زلزله، سواحل، بنادر و سازه‌های دریایی، محیط‌زیست و سایر رشته‌های مرتبط قابل استفاده و پرکاربرد بوده؛ همچنین تلاش شده است، نحوه نگارش کتاب به‌گونه‌ای باشد که استفاده آن توسط مهندسین مشاور و پیمانکاران خدمات مهندسی ژئوتکنیک میسر باشد. این کتاب به عنوان تنها مرجع فارسی در زمینه مهارهای مکانیکی در کشور، بی‌شک خالی از نقص نیست. لذا از کلیه استادان، صاحب نظران و مجریان تقاضا می‌گردد تا با ارائه نظرها و پیشنهاد‌های خود ما را به منظور بهبود کتاب در چاپ‌های بعدی یاری دهند.
در خاتمه، لازم می‌دانیم از کلیه اساتید و همکارانی که با طرح نظرات خود ما را یاری نمودند تشکر و قدردانی نماییم.
استاد گرامی جناب آقای دکتر قنبری
سرکار خانم دکتر زینب الله کرمی
آقای دکتر محمدعلی محمودی مهریزی
سرکار خانم مهندس خجسته جلالی مقدم با احترام فراوان
محمدعماد محمودی مهریزی
متین جلالی مقدم
خرداد 1395
me.mahmudi@gmail.com
matin.jalali.m@gmail.com

فهرست کتاب مکانیکی خاک از طراحی تا اجرا

فصل اول: استفاده از مهار در مهندسی عمران 1
1-1- مقدمه 2
1-2- تاریخچه استفاده از مهار و نیاز به آن 2
1-3- انواع مهارهای استفاده شده در مهندسی ژئوتکنیک 3
1-3-1- مهارهای ملات ریزی شده (دوغابی) 4
1-3-1-1- بخش‌های مختلف مهارهای دوغابی 6
1-3-1-2- حفاری و تزریق مهارهای دوغابی 9
1-3-1-3- مزایا و معایب مهارهای دوغابی 12
1-3-2- مهارهای مکانیکی 12
1-3-2-1- مهارهای مارپیچ 13
1-3-2-2- مهارهای صفحه‌ای 14
1-3-2-3- مهارهای جایگذاری مستقیم 16
1-3-2-4- مزایا و معایب مهارهای مکانیکی 16
فصل دوم: ویژگی‌های مهارهای مارپیچ 17
2-1- مقدمه 18
2-2- تاریخچه مهار مارپیچ 18
2-3- آیین‌نامه‌های موجود 21
2-4- مهار مارپیچ چیست؟ 22
2-4-1- بخش‌های مختلف مهار مارپیچ 22
2-4-2- میله مهار 24
2-4-3- صفحه مهار 28
2-4-4- اتصالات مهار مارپیچ 32
2-4-5- لچکی‌ها (دستکها) 37
2-5- تجهیزات نصب مهارهای مارپیچ 42
2-6- دستورالعمل‌ کلی نصب 44
2-7- مزایای اعضای مارپیچ 47
2-8- معایب اعضای مارپیچ 48
2-9- مهارهای مارپیچ راه حل‌هایی برای پروژه‌های ویژه 51
2-10- اثر نصب مهار مارپیچ بر خواص خاک 51
2-11- کاربردهای اعضای مارپیچ 52
2-11-1- دوخت به پشت‌های مارپیچ 55
2-11-2- میخ‌های مارپیچ خاک 57
2-11-2-1- مقایسه میخ مارپیچ با دیوارهای دوخت به پشت مارپیچ 61
2-11-2-2- کاربردهای میخ مارپیچ خاک 62
2-11-2-3- مزایا و محدودیت‌های دیوارهای میخ مارپیچ خاک 65
2-11-3- ریزشمع‌های مارپیچ 67
2-11-3-1- مزایا و معایب ریزشمع‌های مارپیچ 67
2-11-3-2- نصب ریزشمع‌های دوخت به پایین مارپیچ 68
2-11-3-3- غلاف‌گذاری شمع 72
2-11-3-4- صفحات پیشرو و جابجایی 72
2-12- استفاده از مهارهای مارپیچ در پایدارسازی گودها، دیوارهای حائل و تعمیر آن‌ها 73
2-12-1- دیوارهای حائل 74
2-12-2- پایدارسازی گودبرداری‌ها 76
2-12-3- تعمیر دیوار 80
فصل سوم: طراحی مهارهای مارپیچ 82
3-1- مقدمه 83
3-2- نظریه طراحی مهار مارپیچ 83
3-2-1- روش ظرفیت باربری صفحه‌ منفرد 88
3-2-2- اصطکاک برش استوانه 91
3-2-3- گشتاور نصب 93
3-4- نکات طراحی مهارها و شمع‌های مارپیچ 95
3-4-1- تأثیر زاویه انحراف 96
3-4-2- مهارها در خاک‌های رسی نرم 96
3-4-3- رفتار تنش و کرنش 96
3-4-4- عمق بحرانی 97
3-4-5- شمع‌های مارپیچ 97
3-4-6- ریزشمع مارپیچ 98
3-5- نرم‌افزارهای طراحی اعضای مارپیچ 99
3-6- نمونه طراحی اعضای مارپیچ 100
3-7- مروری بر مهم‌ترین کارهای انجام شده در حوزه مهارهای مارپیچ 112
فصل چهارم: ویژگی‌های مهارهای صفحه‌ای 116
4-1- مقدمه 117
4-2- مهار صفحه‌ای چیست؟ 117
4-2-1- کاربردها، نحوه اجرا و بخش‌های مختلف مهار صفحه‌ای 117
4-2-2- مهارهای صفحه‌ای قائم و افقی 118
4-2-2-1- مهار صفحه‌ای افقی و پارامترهای آن 118
4-2-2-2- مهار صفحه‌ای قائم و پارامترهای آن 119
4-3- سایر مهارهای صفحه‌ای 121
4-3-1- مهارهای صفحه‌ای دریایی 125
4-3-2- مهارهای مدفون 128
4-3-3- مهار صفحهای صلیبی(ضربدری) 131
4-3-4- مهار کلید دکل باز شونده 132
4-3-5- سیستم ژئو- قفل مهار دیوار 134
4-3-6- دیوار مهار متعدد (MAW) 135
4-4- مهارهای جایگذاری مستقیم 137
4-4-1- انواع مهارهای جایگذاری مستقیم 137
4-4-2- فرآیند نصب مهارهای جایگذاری مستقیم 138
4-4-3- روش‌های نصب 142
4-4-3-1- نصب با استفاده از ماشین‌آلات 142
4-4-3-2- نصب دستی 143
4-4-4- تجهیزات نصب 144
4-4-4-1- میله فولادی کوبش 144
4-4-4-2- ابزارهای قفل بار مهار 144
4-4-5- اجزای سازنده 145
4-4-6- انواع کاربرد مهارهای دال ماهی و سفره ماهی 145
4-4-7- مسائل مربوط به عملکرد فنی و نصب مهار 148
4-4-8- انتخاب مهار 148
4-5- مهارهای چند صفحه‌ای 150
فصل پنجم: طراحی مهارهای صفحه‌ای افقی 152
5-1- مقدمه 153
5-2- طراحی مهارهای صفحه‌ای افقی در خاک ماسه‌ای 153
5-2-1- ظرفیت بالاآمدگی خالص نهایی 153
5-2-1-1- نظریه Balla 153
5-2-1-2- رابطه تجربی Baker و Kondner 157
5-2-1-3- نظریه Mariupol’skii 157
5-2-1-4- نظریه Meyerhof و Adam 160
5-2-1-5- نظریه Veesaert و Clemence 169
5-2-1-6- نظریه Vesic 172
5-2-1-7- نظریه Saeedy 176
5-2-1-8- بررسی نظریههای مختلف 177
5-2-1-9- نظریه Merifield، Sloan و Lyamin 182
5-2-2- رابطه بار- جابجایی 196
5-2-3- مهارهای تحت بارگذاری تکرار شونده 199
5-2-4- ظرفیت بالاآمدگی گروه مهارهای سطحی 202
5-2-5- پیهای سطحی تحت نیروی بالاآمدگی 206
5-2-6- مقاومت در برابر بار مایل مهارهای صفحهای افقی 208
5-3- طراحی مهارهای صفحه‌ای افقی در خاک رسی (شرایط φ=0) 209
5-3-1- ظرفیت بالاآمدگی نهایی 209
5-3-1-1- نظریه Vesic 211
5-3-1-2- نظریه Meyerhof 213
5-3-1-3- نظریه Das 214
5-4- ضریب اطمینان 219
5-5- ظرفیت بالاآمدگی مهارها در خاک چند لایه 219
5-6- مروری بر مهم‌ترین کارهای انجام شده در حوزه مهارهای صفحه‌ای افقی 222
فصل ششم: طراحی مهارهای صفحه‌ای قائم 225
6-1- مقدمه 226
6-2- طراحی مهار صفحه‌ای قائم در خاک‌های ماسه‌ای 226
6-2-1- ظرفیت باربری نهایی نظریه Rankine 226
6-2-2- تحلیل Ovesen و Stromann 229
6-2-3- تحلیل Meyerhof 235
6-2-4- تحلیل Biarez، Boucraut و Negre 236
6-2-5- تحلیل Neely، Stuart و Graham 237
6-2-6- تحلیل Merifield و Sloan 245
6-2-7- مهار قائم عمیق 254
6-2-8- رابطه بار- جابجایی 258
6-2-9- ملاحظات طراحی 260
6-2-10- اثر شیب مهار 267
6-3- طراحی مهار صفحه‌ای قائم در خاک‌های رسی (چسبندگی زهکشی نشده؛ φ=0) 268
6-3-1- ظرفیت باربری نهایی 268
6-3-2- دستورالعمل گام به گام برای تخمین بار نهایی 273
6-3-3- محدودیتهای مطالعه حاضر 275
6-3-4- تحلیل Merifield، Sloan و Lyamin 276
6-4- مروری بر مهم‌ترین کارهای انجام شده در حوزه مهارهای صفحه‌ای قائم 286
فصل هفتم: پس‌کشیدگی مهارها 291
7-1- مقدمه 292
7-2- پس‌کشیدگی 292
7-3- آزمایش بار 295
7-3-1- هدف از آزمایش بار 295
7-3-2- فرآیند آزمایش 296
7-3-3- انواع آزمایش بار 297
7-3-3-1- آزمایش تأیید 297
7-3-3-2- آزمایش عملكرد 298
7-3-3-3- آزمایش خزش 299
7-3-3-4- آزمایش بار نهایی 300
منابع 301