مطالعه آزمایشگاهی و عددی اندرکنش سطوح تماس تسمه های فلزی با هندسه جدید و خاک های ماسه‌ای و بررسی توسط روش برنامه نویسی عبارات ژنتیکی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه

doi
10.22034/jcee.2021.39835.1944
چکیده

یک پارامتر بسیار مهم در طراحی ­های خاک­ های مسلح زاویه اصطکاک سطوح مشترک بین مواد مختلف می­باشد که این زاویه در قسمت مقاوم خاک توسط آزمایش بیرون­ کشیدگی و در قسمت محرک توسط آزمایش برش مستقیم مشخص می­ شود. در این پژوهش، آزمایش های کششی، بیرون­ کشش و برش مستقیم بر روی تسمه و ورق­ های گالوانیزه که به­ منظور افزایش ظرفیت بیرون­ کشش با قطعات عرضی یا به­ عبارتی برش­ گیرها تقویت شده­ اند، انجام گردید. در این آزمایش ­ها بعد از بررسی فاصله بهینه در نرم ­افزار اجزای محدود2D  Plaxis یک تسمه مسطح صاف، دو تسمه نواری با سطح جوشکاری شده و تعدادی تسمه ­نوار با قطعات عرضیِ با ارتفاع و تعداد مختلف، با تنش­ های نرمال به ­کار گرفته ­شده در محدوده 50 تا 100 کیلو پاسکال بیرون ­کشش شدند و در انتها رابطه ­ای با دقتی مناسب با استفاده از برنامه ­نویسی عبارات ژنتیکی، GEP، (Genetic Expression Programming ) به­ منظور برآورد نیروی بیرون­ کشش استخراج گردید. ورق­ های گالوانیزه به­ صورت ساده و افزودن برش­ گیر تحت 24 آزمایش برش مستقیم تحت سرباره ای 10 و 20 و 40 کیلوپاسکال مورد آزمایش برش مستقیم قرار گرفتند. نتایج آزمایش ­های کششی به روی تسمه ­ها نشان می ­دهند جوشکاری زبانه­ های برشی اثری بر مقاومت کششی تسمه ­ها نداشته و نقطه ضعف چندانی بروی تسمه نوار­ها ایجاد ننموده است. همچنین نتایج آزمایش­ های بیرون­ کشش و برش مستقیم حاکی از آن است که هندسه جدید تسمه با زبانه برش­ گیر، می­ تواند به‌طورکلی موجب حفظ و صرفه جویی در مصرف فولاد و فراهم نمودن ضوابط طراحی خاص برای خاک‌ریزهای پایدار شده در فضاهای ساختمانی محدود و پروژه ­های دارای معارض شود، زیرا افزایش ظرفیت بیرون­ کشش هر تسمه ­نوار تقویت‌شده منجر به کاهش طول یا مقـدار کلی نوارهای موردنیاز در یک پروژه می­ گردد. در انتهای تحقیق مطالعات عددی توسط نرم ­افزار اجزای محدود Plaxis 2D جهت بررسی اندرکنش و تغییرشکل تسمه ­های فلزی انجام شد. در ادامه مدل GEP ارائه‌شده، مقادیر نیروی بیرون ­کشش را با شاخص R2 برابر با 93/0 برای حالت صحت­ سنجی مدل (حالت تست) که پارامتر­های آن در برآورد مدل نقشی نداشته ­اند، ارائه می­ دهد، بنابراین با توجه به نتایج ارائه‌شده پیشنهاد می­ شود به­ منظور برآورد نیروی بیرون­ کشش از رابطه ارائه‌شده در این مطالعه که با استفاده از GEP ارائه شده است استفاده شود.