Abstract
Waterfront retaining walls supporting dry backfill are subjected to hydrostatic pressure on upstream face and earth pressure on the downstream face. Under seismic conditions, if such a wall retains a submerged backfill, additional hydrodynamic pressures are generated. This paper pertains to a study in which the effect of earthquakes along with the hydrodynamic pressure including inertial forces on such a retaining wall is observed. The hydrodynamic pressure is calculated using Westergaard's approach, while the earth pressure is calculated using Mononobe-Okabe's pseudo-static analysis. It is observed that when the horizontal seismic acceleration coefficient is increased from 0 to 0.2, there is a 57% decrease in the factor of safety of the retaining wall in sliding mode. For investigating the effect of different parameters, a parametric study is also done. It is observed that if φ is increased from 30° to 35°, there is an increase in the factor of safety in the sliding mode by 20.4%. Similar observations were made for other parameters as well. Comparison of results obtained from the present approach with [Ebeling, R.M., Morrison Jr, E.E., 1992. The seismic design of waterfront retaining structures. US Army Technical Report ITL-92-11. Washington DC] reveal that the factor of safety for static condition (kh=0), calculated by both the approaches, is 1.60 while for an earthquake with kh=0.2, they differ by 22.5% due to the consideration of wall inertia in the present stud
چکیده
دیوارهای حائل آبنما در حفاظت از خاکریز خشک، بر روی وجه بالادست، در معرض فشار هیدروستاتیکی و در وجه پایین دست، تحت اثر فشار خاک قرار میگیرند. تحت شرایط لرزه ای، اگر چنین دیواری یک خاکریز مستغرق را نگهداری کند، فشارهای هیدرودینامیکی اضافی نیز ایجاد میشوند. این مقاله، مربوط به مطالعه ای است که در آن، اثر زلزله همراه با فشار هیدرودینامیک از جمله نیروهای داخلی بر روی چنین دیوار حائلی مشاهده میشود. فشار هیدرودینامیک، با استفاده از روش وسترگاد محاسبه میشود، در حالی که برای محاسبه ی فشار خاک، تحلیل شبه استاتیک مونونوبه- اکابه به کار رفته است. مشاهده شده که زمانی که ضریب شتاب لرزه ی افقی از مقدار صفر به 2/0 افزایش مییابد، ضریب ایمنی دیوار حائل در مد لغزش، حدود 57 درصد کاهش مییابد. به منظور بررسی اثر پارامترهای مختلف، یک مطالعه ی پارامتری نیز انجام میشود. مشاهده شده است که افزایش مقدار Ф از 30 به 35 درجه، افزایش ضریب ایمنی در مد لغزش به اندازه ی 4/20 درصد را به دنبال خواهد داشت. برای پارامترهای دیگر نیز، مشاهدات مشابه ی وجود دارد. مقایسه ی نتایج روش حاضر با مطالعه ی انجام شده توسط "ایبلینگ"، "موریسون" در سال 1992، تحت عنوان "طراحی لرزه ای سازه های حائل آبنما"( گزارش فنی شماره ی ITL-92-11 مهندسین ارتش ایالات متحده، واشنگتن)، نشان میدهد که ضریب ایمنی برای شرایط استاتیک (Kh=0) که با هر دو روش محاسبه گردید، برابر 6/1 است، در حالی که برای یک زلزله با Kh=0/2، به دلیل لحاظ نمودن اینرسی دیوار در مطالعه ی حاضر، ضریب ایمنی محاسبه شده از دو روش، 5/22 درصد اختلاف داشتند.