تعیین محتملترین سطح گسیختگی در شیروانیهای خاکی سه بعدی با استفاده از برنامه ریزی غیرخطی

تا کنون مطالعات متعددی بر روی پایداری شیبها بصورت سه بعدی و سطوح محتمل گسیختگی و ضرایب اطمینان مربوط به آنها انجام گرفته است. اما در اکثر این مطالعات معادلات تعادل نیروها، همانند روشهای دو بعدی ساده شده، تنها در دو جهت در نظر گرفته شده اندو یعنی با هدف ساده سازی و کاهش حجم محاسبات، از بررسی تعادل نیروها در بعد سوم صرفنظر شده است. تنها در تعداد معدودی از مطالعات صورت گرفته پیشین به این مهم توجه گردیده که در این موارد نیز اکثرا به ارائه ضریب اطمینان بسنده گردیده و تلاش زیادی در جهت یافتن محتملترین سطح گسیختگی صورت نگرفته است. در این مطالعه سعی گردیده است تا با مدلسازی شکل سطوح محتمل گسیختگی بصورت سه بعدی و محاسبه ضریب اطمینان متناظر با هر سطح بطوری که معادلات تعادل نیروها در هر سه جهت و نیز معادله تعادل لنگر در جهت حرکت شیب ارضا گردند، و از طریق برنامه نویسی، شکل محتملترین سطح گسیختگی تعیین شود. مدل مورد مطالعه در این پژوهش سه بعدی بوده و دارای سه سطح شیب می باشد که به این ترتیب قادر به پوشش دادن کلیه حالات محتمل و تعریف شده گسیختگی خواهد بود. المان بندی مورد استفاده نیز به گونه ای بوده که المانهای مورد استفاده المانهای منشوری با مقطع چهار ضلعی می باشند که ضریب اطمینان بر روی سطح تحتانی المان که بخشی از سطح گسیختگی را تشکیل می دهد محاسبه می گردد. توضیح اینکه روشی که در این مطالعه برای بهینه یابی محتملترین سطح گسیختگی استفاده گردیده روش برنامه ریزی غیر خطی است که در آن تابع هدفی که بایستی بهینه گردد همان ضریب اطمینان است که خود تابعی از مشخصات خاک و مختصات نقاط سطح محتمل گسیختگی می باشد. علت بکارگیری این روش برای بهینه یابی نیز همگرایی سریع آن به سمت جواب نهایی یا بهینه بوده است. نتایج بدست آمده سازگاری خوبی را با نتایج حاصل از روشهای کلاسیک و دو بعدی موجود نشان داده و مشاهده می گردد که همگرایی به سمت جواب نهایی بسیار سریع انجام می پذیرد.

Keywords:

شیروانی خاکی , تحلیلی سه بعدی , بهینه یابی , برنامه ریزی غیرخطی , سطح گسیختگی