روش مونونوبه-اکابه

در این صفحه روش مونونوبه-اکابه به صورت کامل تعریف می‌شود. همچنین فرضییات و نحوه‌ی استفاده از این روش را به صورت کامل می‌آموزیم.

اگر خاكريزها يا شيب‌ها بدون وجود سازه حائل پايدار نباشند، از دیوار حائل استفاده می‌شود. از موارد استفاده معمول ديوارهاي حائل مي‌توان به استفاده در احداث بزگراه‌ها، خاكريز ريل‌هاي راه‌آهن و سازه‌هاي بزرگ اشاره نمود. در ابتدا تنها طراحي اين سازه‌ها در مواجهه با بارهاي استاتيكي وارد بر ديوارهاي حائل مورد بررسي قرار گرفت، براي نمونه مي‌توان به تئوري‌هاي كولمب و رانكين كه نظريه‌هاي معمول در محاسبه فشار وارد بر ديوار حائل مي‌باشند اشاره نمود.

شکل 1) دیوار حائل

روش مونونوبه-اکابه

روش مونونوبه– اكابه ( 1929 ) يك روش تحليل حالت حدي است كه با وجود قدمت زياد هنوز هم از كاربرد زيادي برخوردار ميباشد. مونونوبه و ماتسو و اكابه در سال 1929 روشي را براي تعيين ضرايب رانش خاكهاي دانهاي در حالت زلزله ارائه كردند. اين روش كه به روش مونونوبه -اكابه مشهور شد، در واقع بسط يافته روش كولمب است كه با در نظر گرفتن نيروهاي اينرسي زلزله وارد بر گوه گسيختگي به صورت شبه استاتيكي، ضرايبي را جهت تعيين فشار جانبي خاك در حالات فعال و مقاوم ارائه مي‌كند.

اين روش همانند ساير روش‌هاي حل بسته در مهندسي ژئوتكنيك مبتني بر فرضيات ساده كننده هندسي، رفتاري مصالح و بارگذاري بوده و از روش‌هاي حل دقيق رياضي براي يافتن جواب استفاده مي‌كند.

فرضيات روش مونونوبـه-اکابه

الف)تغيير شكل به سمت بيرون ديوار براي ايجاد نيروي فعال خاك كافي باشد. تحقق اين فرض به دليل جابجايي كم مورد نياز توسط ديوار براي ايجاد فشار فعال در پشت ديوار مورد تاييد محققين مي‌باشد.

ب) گوه خاك پشت ديوار ميبايست بر روي يك سطح صفحهايي لغزش نمايد. براي ديوارهايي با حالت حركت انتقالي در مدلهاي آزمايشگاهي ديده شده است، كه البته روش مونونوبه- اكابه براي ديوارهاي با حالت حركت چرخشي نيز قابل بسط مي‌باشد.

ج) گوه خاك پشت ديوار به صورت جسم صلب عمل مي‌نمايد بنابراين توزيع شتاب در لحظه گسيختگي در كل خاكريز به صورت يكنواخت مي‌باشد. اين فرض نه تنها در مورد مقدار شتاب بلكه در مورد فاز شتاب نيز مي‌باشد كه اين مورد تنها در شرايطي كه گوه خاك صلب بوده و نيز سرعت امواج برشي بي‌نهايت باشد قابل ايجاد مي‌باشد.

 هندسه و پارامترهاي اصلي روش مونونوبه – اكابه 

شکل 2) نيروهاي موثر بر گوه گسيختگي در روش مونونوبه-اکابه

روش ياد شده با ارضاي معادلات استاتيك نيرويي براي يك گوه گسيختگي صلب و اكسترمم يابي فشار جانبي خاك، يك حل بسته براي تعيين ضرايب رانش خاك ارائه ميكند. فشار خاك در حالت فعال و مقاوم و ضرايب فشار خاك لرزه‌اي با معادلات زیر قابل بیان است:

P_pe و P_ae : به ترتيب نيروهاي برآيند فشار جانبي حالت فعال و مقاوم

γ: وزن مخصوص خاكريز

H: ارتفاع دیوار

K_h و K_v: ضريب شتاب به ترتيب در راستاي افقي و قائم

K_ae,pe: ضريب زلزله به ترتيب در حالت فعال و مقاوم

φ: زاويه اصطكاك داخلي خاك

δ: زاويه اصطكاك بين ديوار و خاك

β: زاويه تمايل يال قائم ديوار

i: زاويه سطح خاكريز با راستاي افق

در روش مونونوبه- اكابه توضيحي براي محاسبه محل اثر نيروهاي برآيند فشار جانبي ارائه نشده است. تحقيقات بيشتر درمورد روش مونونوبه – اكابه توسط سيد و ويتمن ( 1970 ) انجام شد. آنها پس از مقايسه نتايج آزمايشگاهي بر ضرايب فعال اين روش صحه گذاشتند و روشي را نيز براي تعيين محل اثر برآيند نيروي جانبي ارائه كردند.