کتاب "تحلیل پایداری شیروانی های خاکی"

کتاب تحلیل پایداری شیروانی های خاکی و آموزش کاربردی نرم افزار (GeoStudio (SLOPE/W یکی از پرکاربردترین کتاب ها بین علافه مندان به  مسائل ژ ئوتکنیکی می باشد.

به توده­ خاک­ های طبیعی یا مصنوعی که سطح آن­ها با افق زاویه می­ سازد، سطح شیب­دار می­ گویند. عوامل طبیعی مانند حرکت یخچال­ ها، هوازدگی، فرسایش، نهشته شدن و رسوب­گذاری، سبب ایجاد توده­ های خاکی شیب­دار طبیعی از قبیل تپه­ ها، کوه ­ها، دامنه رودخانه­ ها و تشکیلات ساحلی می­ شوند. انواع پرشدگی ­ها مانند خاکریزها، سدهای خاکی، بندها و انواع بریدگی­ ها شامل بریدگی­ های بزرگراه، راه آهن، دیوار کانال و حفاری­ های پی­ ها و ترانشه نمونه هایی از شیب­ های مصنوعی می ­باشند.

شیب­ ها تحت تاثیر نیروی ثقل و تغییرات آن می­ باشند. وجود دو عامل نیروی جاذبه و آب به طور همزمان، از عوامل اولیه و مستقیمی هستند که سبب تغییر در شیب­ ها می ­شوند. همچنین شیب­ ها تحت تاثیر پدیده ­های طبیعی از قبیل واکنش شیمیایی، زلزله و نیروهای یخچالی یا باد واقع می ­شوند که می ­تواند ناگهانی، آهسته یا به تدریج باشد. پیش­بینی این تغییرات، کار مشکلی است و جلوگیری از بروز این تغییرات مسئله مهم­تری برای مهندسان می­ باشد.

از دیدگاه مهندسی، اگر ضریب اطمینان یک شیب در حد مناسبی باشد، شیب مشکل پایداری نخواهد داشت. لذا پایداری یک شیروانی خاکی یک واژه نسبی است. مثلا برای تحلیل یک سد خاکی در حالت نرمال یا طبیعی، ضریب اطمینان شیب بالادست و پایین ­دست باید حداقل ۱/۵ به دست آید تا مورد قبول باشد. ولی برای همین سد در حالت وقوع زلزله، ضریب اطمینان ۱/۲ نیز قابل قبول خواهد بود.

ابزارهای تحلیلی موجود برای ارزیابی پایداری شیب­ ها عموما ترکیبی از موارد تئوری همراه با مشاهدات و شواهد تجربی است. همانطور که در مورد اغلب مسائل خاک­ ها مشخص است، ارزیابی عوامل مورد نظر مشکل است. این عوامل زیاد بوده و به هم وابسته ­اند و همراه با تغییرات محیط تغییر می­ یابند.

به عنوان مثال هنگامی که تنش ­های برشی بر روی یک شیب برابر یا بیشتر از مقاومت برشی خاک می­ شوند، گسیختگی در آستانه ظهور خواهد بود. ارزیابی بزرگی تنش برشی و مقاومت برشی به عوامل پیچیده ­ای وابسته است، بنابراین پیش­بینی گسترش احتمالی حرکت تدریجی شیب و متعاقبا پایداری یک شیب، یک ارزیابی از تنش ­های برشی و مقاومت برشی است.

در حالی که بخشی از این کتاب تئوری­ های مسئله پایداری شیب را بیان می­ کند، بخش دیگر در مورد تکنیک کلی مدل­ سازی با نرم­ افزار مرتبط می­ باشد.

مدل ­سازی یک نوع مهارت است که فراگیری آن لازم می­ باشد. داشتن یک نرم­ افزار ما را به یک مدل­ساز ماهر تبدیل نمی­ کند. مدل­ سازی درست، نیاز به تفکر دقیق و برنامه ­ریزی دارد و همچنین یک درک خوب از مفاهیم بنیادی فیزیک را لازم دارد. جهت حل مسائل مهندسی نرم ­افزارهای نسبتا زیادی در دسترس می ­باشد. بعضی از این نرم­ افزار­ها بدون دانستن تئوری­ های مربوطه منجر به حل نادرست مسائل می­ گردد که نیاز به دانستن تئوری وجود دارد.

همچنین در زمینه مدل­ سازی این مسائل نیاز به رعایت نکاتی می­ باشد تا مدل ارائه شده حداکثر شباهت را با شرایط واقعی مسئله داشته باشد. در کتاب حاضر سعی بر آن شده تا ابتدا تئوری­ های مربوطه بیان گردد و سپس بهترین نرم­افزار مرتبط به همراه نکات لازم در مدل­ سازی برای علاقمندان قدم به قدم معرفی گردد.

کتابی که در پیش­ رو دارید به شرح مسئله پایداری شیروانی­ های خاک می­ پردازد. عوامل مختلفی بر پایداری شیروانی های خاکی تأثیر دارند که این پارامترها شامل چسبندگی خاک، ضریب اصطکاک داخلی خاک، تنش­ های موجود و تراز آب می­ باشند.

این پارامترها به نوعی در مقاومت برشی سطح لغزش موثر می ­باشند. روش ­های تعادل حدی (LEM) از جمله قدیمی ­ترین روش­ ها برای بررسی پایداری شیب ­ها، تعیین سطح لغزش بحرانی و مقدار کمینه ضریب اطمینان می­ باشند. یکی از نرم­ افزار­های قدرتمند در زمینه بررسی پایداری شیب­ ها نرم ­افزار GeoStudio می­ باشد که مدل­ سازی مسائل مربوط به پایداری شیب با این نرم ­افزار توسط زیر مجموعه  SLOPE/W انجام می­ گیرد که روش کار با این نرم ­افزار در این کتاب بیان گردیده است.

 همانطور که اشاره گردید نرم ­افزار SLOPE/W جهت بررسی سطوح شیب‌دار و تعیین ضریب اطمینان در طراحی شیروانی های خاکی مورد استفاده قرار می­ گیرد. این عمل در نرم‌افزار از طریق روش‌های تعادل­ حدی انجام می‌گیرد. در نرم‌افزار SLOPE/W برخلاف دیگر نرم‌افزارهای مجموعه نرم‌افزاری GeoStudio از روش المان محدود استفاده نمی‌شود و شامل مجموعه‌ای از روش‌های ترسیمی و تعادل حدی برای تحلیل پایداری شیب می‌باشد.

آنچه در این کتاب شما می آموزید:

این کتاب در چهار فصل تنظیم شده است. در فصل اول به مبانی تئوری روش­های پایداری شیب پرداخته شده است.

در این کتاب برای فصل اول تصمیم بر آن شد که ترجمه فصل ۱۵ از کتاب معروف “مبانی مهندسی ژئوتکنیک” تالیف داس و سبحان مورد استفاده قرار گیرد. از آخرین ویرایش موجود (ویرایش هشتم) در سال ۲۰۱۴ استفاده گردید. فصل اول با ارائه تعدادی از مسائل خاتمه می­ یابد. اکثر این مسائل دارای پاسخ­ های تشریحی هستند ولی برخی بدون جواب و بر عهده خواننده گذاشته شده است. پاسخ­نامه سئوالات تستی در ضمیمه کتاب آورده شده است.

در فصل دوم به اصول کار با نرم ­افزار GeoStudio پرداخته شده است. معرفی منوهای مختلف شبیه­ سازی در این فصل ارائه شده تا کاربر با محیط نرم­ افزار آشنایی پیدا کند. ضمنا از نسخه ۲۰۱۲ نرم ­افزار GeoStudio استفاده شده است.

در فصل سوم به ارائه مثال­ های کاربردی تعیین ضریب اطمینان پایداری شیب­ های مختلف پرداخته شده است تا دانشجویان و مهندسین گام به گام با توضیحات ارائه شده، قادر به حل مسئله شوند.

فصل چهارم که ضمیمه نامگذاری شده، مراحل نصب و فعال­ سازی نرم ­افزار GeoStudio را توضیح می­ دهد.

سرفصل کتاب:

• فصل اول :

مبانی تئوری روش­ های پایداری شیب همراه با ارائه تعدادی از مسئله

• فصل دوم:

 اصول کار با نرم ­افزار GeoStudio

• فصل سوم:

 ارائه مثال ­های کاربردی تعیین ضریب اطمینان پایداری شیب­ های مختلف

• فصل چهارم:

 ضمیمه نامگذاری شده که مراحل نصب و فعال­ سازی نرم­افزار GeoStudio توضیح داده شده است.

کتاب تحلیل پایداری شیروانی های خاکی و آموزش کاربردی نرم افزار (GeoStudio (SLOPE/W در یک نگاه:

• نویسندگان:  فرزین سلماسی- بهرام نورانی- رضا نوروزی
• انتشارات: ماراویا
• چاپ: قطع وزیری، ۲۳۱ صفحه
• قیمت پشت جلد: ۳۵ هزار تومان
• هزینه ارسال: ۱۵ هزار تومان
• تحویل: در ۵-۶ روز کاری

[alert type=”info”]کتاب حاضر می­ تواند مورد استفاده برای رشته­ های علوم و مهندسی آب (در دانشکده کشاورزی)، مهندسی عمران و سایر تخصص ­های مرتبط (مانند علوم زمین ­شناسی، جغرافیا و آبخیزداری) در سطوح دانشگاهی و شرکت­ های مهندسین مشاور باشد.[/alert]