مسئله 15-13 کتاب اصول مهندسی ‏ژئوتکنیک داس، ویرایش هفتم: فشار ‏جانبی ناشی از زمین وارد بر دیوار ‏نشان داده شده در شکل را بیابید. ‏‏(فرض کنید از حرکت جانبی دیوار ‏جلوگیری به عمل آمده است.)‏

 

 

 

 

پاسخ مسئله 15-13 کتاب اصول مهندسی ‏ژئوتکنیک داس، ویرایش هفتم: محاسبه فشار جانبی خاک بر دیوار حائل در حال سکون با استفاده از برنامه ماشین حساب:

‏1-‏

 صفحه انتخاب شرایط خاک. همونطور که ‏مشاهده میشه میتونیم تنشهای مربوط به سه ‏وضعیت مختلف رو با این برنامه بدست ‏بیاریم. اولین گزینه وضعیت محاسبه فشار ‏خاک در حالت سکون یا اصطلاحا وضعیت ‏ایستا هست. وضعیت دوم رو وقتی انتخاب ‏میکنیم که بخوایم فشار محرک رانکین رو ‏حساب کنیم و وضعیت سوم رو وقتی ‏انتخاب میکنیم که بخوایم فشار محرک ‏رانکین رو حساب کنیم. ضمنا این برنامه به ‏زبان انگلیسی ساده نوشته شده تا برای ‏دانشجوهای خارج از کشور هم قابل استفاده ‏باشه. خوب ما اینجا گزینه یک رو انتخاب ‏میکنیم. چون گفته از حرکت جانبی دیوار ‏جلوگیری به عمل اومده.‏

‏2-‏

اینجا اگه ما سرباری رو خاک داشته باشیم به ‏برنامه میدیم. یه سوتی هم از چاپ هفتم کتاب ‏داس بگیریم که نوشته ‏kN/m³‎‏! اگه قرار بود ‏وزن مخصوص سربار رو بده باید ارتفاع سربار ‏رو هم میداد که چون نداده یعنی میخواسته ‎ ‎kN/m²‎‏ بده (یا همون ‏kPa‏).‏

‏3-‏

اینجا از ما تعداد لایه‌های پروفیل خاک رو ‏میخواد.‏

‏4-‏

برنامه اینجا به ترتیب ازت ضخامت و دانسیته ‏خاک رو برای هر لایه میگیره. در این مرحله در ‏واقع داریم مسئله رو برای برنامه تعریف میکنیم. ‏یادت باشه لایه ها رو به ترتیب از سطح زمین به ‏طرف عمق زمین به برنامه معرفی کنی. اون پایین ‏هم بهت میگه الان اطلاعات مربوط به کدوم ‏لایه رو وارد کنی.‏

‏5-‏

در اینجا هم وزن مخصوص لایه رو ازت ‏میگیره. به واحدش دقت کن.‏

‏6-‏

اینجا برنامه ازت ضریب فشار جانبی خاک در ‏حال سکون رو میخواد. اگه توی سوال داده بود ‏که خودش رو وارد میکنی، اما اگه نداشتی ‏میتونی با وارد کردن 1- به خود برنامه بگی تا ‏برات طبق رابطه جکی حسابش کنه. ما هم اینجا ‏میگیم برامون حسابش کنه.‏

‏7-‏

اینجا علاوه بر اینکه اون پایین رابطه جکی رو ‏بهت میده تا بدونی ضریب فشار جانبی در حال ‏سکون از چه رابطه‌ای محاسبه میشه، ازت زاویه ‏اصطکاک زهکشی شده خاک رو هم میگیره. ‏شاید توی سوال نگفته باشه این زاویه زهکشی ‏شده خاک هست! زیاد گیر نده، هر چی رو که ‏بهت داده بود همونو بذار. ‏

‏8-‏

اینم محاسبه ضریب فشار جانبی خاک در حالت ‏سکون در لایه اول.‏

‏9-‏

‏10-‏

‏11-‏

‏12-‏

‏13-‏

‎

‏14-‏

در اینجا برنامه یه بار بهت مشخصات لایه‌هایی ‏رو که وارد کردی بهت نشون میده تا از هرگونه ‏احتمال اشتباه در وارد کردن داده به برنامه ‏جلوگیری بشه. واضحه که اگه اشتباه کرده ‏بودی باید از برنامه خارج بشی و دوباره ‏اطلاعات رو وارد کنی.‏

‏15-‏

اینجا هم از ما عمق سطح آب زیر زمینی (یا ‏سطح آب آزاد) رو میخواد. یادت باشه مبدا ‏مختصات ما سطح زمینه و جهت مثبت هم رو ‏به پایینه.‏

‏16-‏

اینجا هم از ما وزن مخصوص آب رو ‏میگیره. خود برنامه مقدار معمول وزن ‏مخصوص آب رو اون بالا بهت داده ولی ‏توی بعضی امتحانا میگن 10 در نظر بگیرین. ‏بنابراین هر مقداری رو که گفتن وارد میکنی.‏

‏17-‏

 

و در چشم به هم زدنی جواب بدست میاد. حالا ‏اگه خواستی برو دستی حساب کن تا جونت ... ‏‏(حال بیاد بابا!). ستون اول که لایه رو مشخص ‏میکنه. ستون دوم عمق خاک توی اون لایه رو ‏مشخص میکنه. ستون سوم تنش کل در اعماق ‏مشخص شده در ستون دوم رو نشون میده. ‏ستون چهارم فشار آب حفره‌ای مربوط به اعماق ‏مشخص شده رو نشون میده.‏

ستون پنجم تنش موثر در اعماق مشخص شده ‏رو نشون میده. ستون ششم ضریب فشار جانبی ‏در تنش مؤثر اون نقطه رو مشخص میکنه که ‏توی بعضی سوالات ممکنه سوال بشه. ستون ‏آخر هم مجموع فشار جانبی مؤثر و فشار جانبی ‏ناشی از آب زیرزمینی رو نشون میده. فقط ‏یادت باشه این فشار جانبی ناشی از خاک به ‏دیوار هست. اگه نیرو رو خواسته بودن کافیه ‏نمودار تنش در اعماق مشخص شده رو با یه ‏خط مشخص کنی، بعد با محاسبه مساحت این ‏نمودار در واقع نیروی جانبی وارد به دیوار در ‏هر متر از دیوار رو بدست آوردی. به همین ‏سادگی.‏

‏

موفق باشی.‏