دیوار‌های حائل را می‌توان از نظر مصالح، روش اجرا، کاربری و عملکرد رده‌بندی نمود. از لحاظ عملکرد سازه‌ای ، دیوار‌های حائل به دو دسته دیوار‌های حائل صلب و انعطاف‌پذیر تقسیم‌بندی می‌شوند:
دیوار‌های حائل صلب
دیوار‌هایی را گویند که خود را با نشست‌های محیط میزبان هماهنگ نمی‌نمایند. انواع متداول آن‌ها عبارتند از:
- دیوار‌های حائل وزنی (بنایی و بتنی)
- دیوار‌های حائل غیروزنی (طره‌ای و پش تبنددار و …)
- دیوار‌های حائل عمیق (سپر‌های بتنی)
دیوار‌های حائل وزنی
دیوار‌های حائل وزنی شامل دیوار‌های بنایی (به طور معمول سنگی) و دیوار‌های حائل بتن غیرمسلح می‌باشند ( شکل 1) . هندسه این دیوار‌ها به گونه‌ای انتخاب می‌گردد که برآیند نیرو‌های وارد بر آن (شامل وزن و نیرو‌های جانبی) در هسته قاعده و یا مقاطع افقی آن قرار گیرد. هرچند در شرایطی، تنش کششی محدودی در مقاطع افقی دیوار و یا ایجاد منطقه بدون فشار در قاعده دیوار، مجاز است.
دیوار‌های حائل غیروزنی
مطابق شکل 2 دیوار حائل طره‌ای، از دیوار و شالوده‌ی بتن مسلح تشکیل شده که شکل هندسی مقطع آن شبیه به T وارونه است. مقطع دیوار و شالوده برای مقابله با نیروی برشی و لنگر خمشی ناشی از بار‌ها و فشار‌های خارجی، با استفاده از میلگرد مسلح می‌گردد. عرض شالوده طوری انتخاب می‌شود که از واژگونی و لغزش دیوار جلوگیری به عمل آمده و تنش تماسی خاک در زیر آن از مقدار مجاز کم‌تر باشد. همچنین تراز زیر شالوده باید پایین‌تر از عمق یخبندان باشد. در مقایسه با سایر دیوار‌های غیروزنی، دیوار حائل طره‌ای از همه ساده تر و معمول‌تر است. دیوار‌های بتن مسلح پشت بنددار هرچند که از لحاظ اقتصادی به صرفه هستند، اما به علت مشکلات قالب‌بندی و اجرایی چندان مورد توجه طراحان قرار نمی‌گیرند .
دیوار‌های حائل عمیق (سپر‌های بتنی)
این نوع دیوار متشکل از سپر‌های بتنی است که در مجاورت یکدیگر کوبیده شده و در بالای آن‌ها کلاف بتنی به صورت درجا اجرا شده و یکپارچگی مجموعه را تامین می‌کند. کلاف فوقانی به کمک اتصالات برشگیر با سپر‌های پیش ساخته یکپارچه می‌شود.
دیوار‌های حائل انعطاف‌پذیر
دیوار‌های حائل انعطاف‌پذیر دیوار‌هایی را گویند که خود را با نشست‌های محیط میزبان هماهنگ می‌نمایند. انواع متداول آن‌ها عبارتند از:
- دیوار‌های خاک مسلح با تسمه‌های فولادی
- دیوار‌های خاک مسلح با مسلح‌کننده پلیمری (ژئوتکستایل و ژئوگرید)
- دیوار‌های قفسه‌ای
- دیوار‌های حائل توری سنگی
- سپر‌های فولادی
دیوار‌های حائل ساخته شده با این روش‌ها، علاوه بر بهره‌گیری از روش‌های اجرایی مدرن، ویژگی بارزی دارند که آن‌ها را از دیوار‌های قبلی متمایز می‌کند. این ویژگی، انعطاف‌پذیری آن‌ها و قابلیت تطبیق با نشست‌های طبیعت است که دیوار‌های اجرا شده با روش‌های سنتی فاقد آن هستند. در قبال روش‌های اجرایی سنتی که منجر به ساخت دیوار‌های صلب می‌شود روش‌های اجرایی نوین توانایی ساخت دیوار‌های انعطاف‌پذیر را دارند.
خاک مسلح در واقع یک نوع مصالح مرکب متشکل از خاک و مسلح‌کننده است که کیفیت خاک موجود را بهبود می‌بخشد. مسلح‌کننده‌ها معمولا به شکل نوار، شبکه، میله، الیاف یا ورقه‌هایی می‌باشند که نقش اصلی آن‌ها افزایش مقاومت کششی خاک می‌باشد. سیستم‌های خاکریز مسلح عموما دارای سه جز اصلی می‌باشند، عناصر مسلح‌کننده ، خاکریز و عناصر نما . برای عناصر مسلح‌کننده، هر دو نوع مصالح فلزی و غیرفلزی (از نوع پلیمری مانند ژئوگرید و…) به کار می‌روند. به منظور برآوردن نیاز‌هایی نظیر زهکشی، دوام لازم و انتقال تنش اصطکاکی از عنصر مسلح‌کننده به خاک، عموما مصالح خاکریز از نوع دانه‌ای انتخاب می‌شوند. عناصر نما برای نگه داشتن مصالح خاکریز در امتداد دیوار، جلوگیری از خوردگی عناصر مسلح‌کننده و همچنین تامین زیبایی دیوار‌های حائل، به کار می‌روند. عناصر نما تنها برای فشار افقی کوچکی طراحی می‌شوند و جنس آن‌ها عموما از پانل‌های بتنی پیش ساخته، ورقه‌های فلزی، توری‌های سیمی، شبکه‌های پلیمری و سایر مصالح می‌باشد.
دیوار‌های خاک مسلح با تسمه‌های فولادی
به منظور تثبیت مکانیکی خاکریز‌ها، تسمه‌های مسلح‌کننده به صورت افقی و در فواصل مشخصی از یکدیگر بر روی خاک قرار داده می‌شوند. سپس یک لایه خاک ریخته و متراکم می‌گردد و تسمه‌های ردیف بعدی چیده می‌شوند. این کار تا تراز بالای خاکریز ادامه می‌یابد. نمونه‌ای از جزییات خاک مسلح با استفاده از تسمه‌های مسلح‌کننده فلزی در شکل 3 نشان داده شده است.
دیوار‌های خاک مسلح با مسلح‌کننده پلیمری
ژئوسنتتیک نام کلی مجموعه مصالحی است که از مواد مصنوعی نظیر پلیمر‌ها ساخته شده و برای پایداری و بهسازی رفتار خاک استفاده می‌شوند. این مصالح عموما به صورت شبکه یا ورقه‌های نازک تولید می‌شوند. تفکر اولیه استفاده از مصالحی نظیر منسوجات در عملیات خاکی، جدید نیست. به عنوان مثال از یک قرن پیش با قراردادن پارچه‌های کرباس در خاکریز‌ها اقدام به کاهش فشار جانبی وارد بر دیوار‌های حائل می‌کردند. هلندی‌ها حدود 50 سال پیش از منسوجات مصنوعی به عنوان فیلتر برای بازسازی و تعمیر سریع آب بند‌های دریای شمال استفاده می‌کردند. در آمریکا هم با استفاده از پارچه‌های کتانی اقدام به پایدارسازی جاده‌های خاکی می‌نمودند. برای عملیات خاکی، خواص مکانیکی، فیزیکی و هیدرولیکی ژئوسنتتیک مهم است . این خواص تابعی از نوع ژئوسنتتیک، روش تولید و غیره هستند. به علاوه باید توجه ویژه‌ای به دوام و پایایی آن‌ها شود. زیرا مشابه سایر مصالح ساختمانی، مشخصات مکانیکی آن‌ها در طول زمان تغییر می‌کند. این تغییر تابع چند عامل از جمله شرایط محیطی، نوع پلیمر و وضعیت تنش در مصالح است. یکی از عوامل مخرب برای این مصالح پرتو فرابنفش است. در نتیجه حفاظت در مقابل این پرتو از اهمیت بالایی برخوردار است.
برای اجرای دیوار‌های ژئوسنتتیک نیازی به عملیات پی‌سازی نیست و تنها باید بسترسازی انجام شود. آماده‌سازی بستر شامل برداشتن خاک نامناسب (دکوپاژ) و متراکم‌سازی بستر یا در موارد خاص تقویت بستر با خاک مناسب است. روش کلی اجرای دیوار‌های ژئوسنتتیک عموما مشابه است.
مبانی طراحی دیوار‌های حائل صلب
دیوار‌های حایل علاوه بر حفظ پایداری توده خاک در برابر اختلاف تراز به وجود آمده باید از واژگونی و لغزش در مقابل نیرو‌های ناشی از ثقل، تراوش، باد، امواج و زلزله جلوگیری به عمل آورند. با توجه به نقش اساسی این نیرو‌ها در طراحی دیوار‌های حایل ، به معرفی و نیز نحوه محاسبه هر یک از آن‌ها می‌پردازیم.
دیوار‌های حایل باید تحت اثر بار‌های زیر و یا ترکیبات نامساعدی از آن‌ها مورد طراحی و محاسبه قرار گیرند:
- بار مرده
- وزن خاک
- فشار جانبی خاک
- فشار آب زیرزمینی
- فشار برخاست (برکنش)
- فشار جانبی ناشی از سربار‌های مختلف
- فشار برخورد امواج
- اضافه فشار خاک در حین زلزله
- نیرو‌های اینرسی ناشی از زلزله
- نیروی یخ
بار مرده
بار مرده شامل وزن اجزای سازه‌ای و ملحقات دیوار می‌باشد. برای تعیین وزن اجزا، لازم است وزن مخصوص مصالح از آیین‌نامه‌ی حداقل بار وارد بر ساختمان‌ها و ابنیه‌ی فنی (استاندارد 519 یا مبحث ششم از مقررات ملی ساختمان) تعیین گردد.
وزن خاک
وزن مخصوص خاک در حالت خشک، طبیعی و یا اشباع از نتایج آزمون‌های برجا و آزمایشگاهی تعیین می‌گردد. برحسب نوع خاک و میزان تراکم آن، وزن مخصوص خشک خاک‌ها عددی بین 16 تا 18 کیلونیوتن بر مترمکعب و وزن مخصوص اشباع عددی بین 17 تا 20 کیلونیوتن بر مترمکعب می‌باشد.
فشار جانبی خاک
اثر فشار جانبی خاک باید در یکی از سه حالت زیر مورد توجه قرار گیرد:
فشار فعال
وقتی که دیوار در مقابل فشار خاک به سمت جلو دوران (حرکت) نماید (دیوار از خاک دور شود )، کمترین فشار جانبی به دیوار وارد می‌شود . مقدار لازم نسبت جابه جایی به ارتفاع دیوار برای ایجاد فشار فعال معادل بین 0.001 برای ماسه سست تا 0.04 برای رس نرم متغییر است.
فشار مقاوم
در صورتی که دیوار به سمت خاک دوران (حرکت) نماید (دیوار به خاک نزدیک شود)، بیش ت رین فشار جانبی به دیوار وارد می‌شود . مقدار لازم نسبت جابه جایی به ارتفاع دیوار به سمت خاک برای ایجاد فشار مقاوم بین 0.01 برای ماسه سست تا 0.05 برای رس نرم متغییر است.
فشار سکون
در صورتی که بین خاک و دیوار حرکتی موجود نباشد، حالت فشار سکون رخ می‌دهد که مقدار فشار ایجاد شده بین دو مقدار فشار شرایط فعال و شرایط مقاوم است.
ضریب فشار جانبی خاک
در هر نقطه نسبت فشار جانبی به فشار قائم خاک، ضریب فشار جانبی نامیده می‌شود و با حرف K بیان می‌گردد. ضریب فشار جانبی در حالت فعال با Ka ، در حالت سکون با K0 و در حالت مقاوم با Kp نشان داده می‌شود . مقدار K برای سیالات مساوی یک است، اما برای خاک در حالت فعال و سکون از 1 کوچک‌تر و برای حالت مقاوم از 1 بزرگ‌تر است.
ضریب فشار جانبی در حالت سکون
برای خاک‌های دانه‌ای، ضریب فشار جانبی در حال سکون را می‌توان از رابطه‌ی زیر به دست آورد:
رابطه-1
Ko =1-sin φ
φ = زاویه اصطکاک داخلی خاک می‌باشد.
ضریب فشار جانبی در حالت فعال
الف : نظریه رانکین
دیوار حایلی را در نظر بگیرید که تحت فشار جانبی، دورانی به اندازه Δx به سمت جلو انجام داده است. اگر Δx افزایش یابد، زمانی می‌رسد که دایره مور بر پوش گسیختگی مور- کولمب که طبق رابطه τ =c+ σtanφ تعریف می‌شود، مماس گردد. در این وضعیت دایره با حرف c نشان داده شده است. این دایره نشان دهند هی شرایط گسیختگی در توده‌ی خاک است و فشار جانبی در این زمان مساوی σa می‌باشد. فشار افقی σa فشار فعال رانکین نامیده می‌شود .
رابطه-2
Ka را ضریب فشار فعال طبق نظریه رانکین می‌نامند.
ب : نظریه کولمب
با دوران کافی دیوار به سمت جلو، فشار جانبی فعال به وجود می‌آید که ضریب فشار جانبی با اعمال معادلات تعادل بر گوه‌ی شکست به صورت زیر در می‌آید:
| رابطه-3 |  |
Ka را ضریب فشار فعال طبق نظریه کولمب می‌نامند.
ضریب فشار جانبی در حالت مقاوم
الف : نظریه رانکین
رابطه-4
Kp را ضریب فشار مقاوم طبق نظریه رانکین می‌نامند.
| رابطه-5 |  |
Kp را ضریب فشار مقاوم طبق نظریه کولمب می‌نامند
فشار آب زیرزمینی
در صورت وجود آب زیرزمینی، فشار جانبی آب باید علاوه بر فشار جانبی خاک در محاسبات پایداری و سازه‌ای دیوار منظور شود. با ظهور آب زیرزمینی، از وزن مخصوص غوطه ور خاک در محاسبات فشار جانبی استفاده می‌شود.
| رابطه-6 |  |
Ɣb = وزن مخصوص غوطه‌ور
Ɣs = وزن مخصوص خاک در حالت اشباع
Ɣw = وزن مخصوص آب (معادل 10 کیلونیوتن برمترمکعب)
فشار برخاست (فشار برکنش)
در صورت وجود آب زیرزمینی، فشار رو به بالای آب (فشار برخاست)، باید در محاسبات پایداری و سازه‌ای دیوار منظور شود. مقدار فشار برخاست وارد بر هر درز افقی ناشی از‌مان د آب درازمدت در پشت یا جلوی دیوار، برحسب نفوذپذیری دیوار یا درز، معادل 50 تا 100 درصد فشار هیدرواستاتیک موثر بر دو وجه دیوار درنظر گرفته می‌شود . برای تعیین فشار برخاست برشالوده باید از روش شبکه جریان، روش خزشی و یا روش اجزای محدود استفاده نمود. در صورت وجود هرگونه ابهام، فشار برخاست باید مساوی 100 درصد فشار هیدرواستاتیک منظور گردد.
فشار جانبی ناشی از سربار‌های مختلف
سربارگسترده یکنواخت
اگر مطابق شکل 5 سربار گسترده‌ای به شدت q روی خاکریز دیوار قرار داشته باشد، فشار جانبی معادل Kaq در پشت دیوار اعمال می‌شود. این فشار را می‌توان با ارتفاع مجازی خاک معادل heq جایگزین نمود:
heq = رابطه-7
بار نقطه‌ای
با استفاده از تحلیل الاستیک، افزایش فشار به علت تاثیر بار متمرکز، مطابق شکل 6 می‌باشد.
توزیع فشار در مقطع قائم مطابق رابطه -8 است:
| رابطه-8- الف (اگر a>0.4 ) |  |
| رابطه-8- ب (اگر a<=0.4) |  |
توزیع در پلان نیز براساس شکل 6 و مطابق رابطه زیر است:
| رابطه-9 |  |
بار خطی گسترده‌ی یکنواخت
با استفاده از تحلیل الاستیک، افزایش فشار جانبی به علت تاثیر بار گسترده خطی، مطابق شکل 7 می‌باشد.
| رابطه-10 ( اگر a>0.4 ) |  |
| رابطه-11 ( اگر a<=0.4 ) |  |
بار نواری
شکل 8 بار نواری یکنواخت به شدت q و عرض a′ را که به فاصله b′ از دیواری به ارتفاع H قرار دارد، نشان می‌دهد. با استفاده از تحلیل الاستیک، فشار افقی σ برروی دیوار در عمق Z از سطح خاک، از رابطه‌ی زیر به دست می‌آید:
رابطه-12
کل نیروی جانبی P برای واحد طول دیوار و محل تاثیر آن (Z′) در مورد بار نواری به صورت زیر محاسبه می‌شود:
رابطه-13
( برحسب درجه )
فشار برخورد امواج
وقتی موجی مستقیما روی بدنه قائم سازه می‌شکند، نیروی ضربه‌ای دینامیکی روی سازه وارد می‌شود که حول تراز ایستایی عمل می‌نماید(شکل9). توزیع فشار در ارتفاع دیوار از روابط زیر تعیین می‌گردد:
رابطه-14
β= زاویه جهت موج وارده بر بدنه قایم با خط عمود بر دیوار.
Hmax= ارتفاع مرتفع‌ترین موج امواج تابشی در عمق آب پای دیوار.
رابطه-15
Hmax= 1.8Hs
رابطه-16
Hs= 1.416Hrms
رابطه-17
رابطه-18
Hs= ارتفاع موج مشخصه
Hrms= جذر میانگین مربعات ارتفاع موج
Hi= ارتفاع N موج ثبت شده
H= ارتفاع موج
شکل 9 : توزیع فشار موج در حالت شکست روی دیوار
فشار موج
رابطه-19
رابطه-20
Ɣ= وزن مخصوص آب دریا ( حدود kN/m3 10.5 )
hb= عمق آب در محلی به فاصله 0.5Hs از دیوار در سمت دریا
L= طول موج
مقدار فشار برکنش Pu برابر است با:
رابطه-21
نیرو‌های ناشی از زلزله
در هنگام وقوع زلزله، اضافه فشار دینامیک خاک و در زمین‌های اشباع، اضافه فشار خاک و آب به وجود می‌آید .
نیروی یخ
نیروی یخ باید با توجه به شرایط محلی و حال ت‌های مورد انتظار عملکرد یخ به شرح زیر مشخص شود:
- فشار دینامیکی ناشی از صفحه‌های متحرک و یا تکه‌های شناور یخ که توسط جریان آب و یا نیروی باد جابه‌جا می‌شوند.
- فشار استاتیکی ناشی از جابه جایی‌های حرارتی صفحه‌های یخی.
- فشار ناشی از تکه‌های متراکم معلق یخ.
- فشار برخاست استاتیکی و یا نیروی قایم ناشی از یخ‌هایی که همراه با سطح آب در نوسان هستند.
ضخامت مورد انتظار یخ، جهت حرکت آن و ارتفاع عملکرد یخ باید توسط کاوش‌های محلی، بررسی سوابق ضبط شده یا روش‌های مناسب دیگر تعیین شود.
پایداری دیوار‌های حائل
این بند اختصاص به تحلیل پایداری بیرونی دیوار‌های حائل دارد که در آن با توجه به نیرو‌های معرفی شده ، روش‌های تحلیل پایداری لغزشی و واژگونی به روش عمومی و با فرضیات ساده‌کننده شرح داده می‌شود.
تحلیل پایداری واژگونی
محل برآیند بار‌ها
برای محاسبه و کنترل واژگونی یک دیوار، همان گونه که در شکل 10 نشان داده شده است، باید تمام نیرو‌های وارده در نمودار آزاد دیوار نشان داده شوند. با لنگرگیری این نیرو‌ها نسبت به نقطه واژگونی O و جمع آن‌ها، فاصله افقی محل اثر برآیند نیرو‌ها تا نقطه‌ی O محاسبه می‌شود.
رابطه-22
∑V= جمع جبری نیرو‌های قایم
XR= فاصله نقطه اثر برآیند تا نقطه‌ی واژگونی O
با توجه به مقدار XR ، شاخص واژگونی به صورت زیر تعریف می‌شود:
رابطه-23
روابط 22 و 23 برای دیوار با شالوده افقی، با و یا بدون زبانه برشی و همچنین دیواری با پایه شیب دار همراه با زبانه برشی صادق است.
شکل 10 : نیرو‌های وارده در تحلیل واژگونی دیوار‌ها با پایه افقی
تحلیل پایداری لغزشی
هدف از انجام تحلیل پایداری لغزشی، تعیین ایمنی سازه در مقابل پتانسیل گسیختگی ناشی از تغییرمکان‌های افقی بیش از حد است. ضریب اطمینان در مقابل لغزش را می‌توان با تعیین نسبت نیرو‌های برشی وارده، به نیرو‌های برشی مقاوم در امتداد یک سطح گسیختگی فرضی، بررسی نمود.
مدل تحلیل صفحه گسیختگی
در تعیین مدل تحلیلی صفحه گسیختگی عوامل زیر باید مورد توجه قرار گیرد:
الف : شکل سطح گسیختگی بسته به یکنواختی مصالح خاکریز و پی متغیر است. سطح گسیختگی ممکن است به صورت ترکیبی از سطوح خمیده و صفحه‌ای باشد، ولی برای ساده‌سازی، همه سطوح گسیختگی به صورت صفحه‌ای در نظر گرفته می‌شوند ( شکل 11 )
ب : به جز در حالت‌های بسیار ساده، بیش‌تر مسائل عملی پایداری لغزش که مهندسین با آن مواجه هستند، از لحاظ استاتیکی نامعین است. برای تبدیل مساله نامعین فوق به یک مساله معین استاتیکی، کل سیستم به تعدادی گوه صلب به صورتی که لنگر‌های تعادلی موجود بین گوه‌ها امتدادی قراردادی داشته و از نیرو‌های اصطکاک بین گوه‌ها صرف‌نظر شود، تقسیم می‌شود .
ج : در شکل 11 نحوه تقسیم سطوح گسیختگی به گوه‌ها نشان داده شده است. سطح پایینی گوه دربرگیرنده بخشی از سطح گسیختگی عبور‌کننده از یک لایه‌ی خاک و یا پایه سازه است. سطح تماس بین دو گوه به صورت صفحه قائمی در نظر گرفته می‌شود که از محل تقاطع دو گوه آغاز شده و تا سطح خاک ادامه می‌یابد. سطح پایینی گوه، سطوح تماس قائم در هرطرف گوه و سطح خاک بین سطوح تماس قائم مرز‌های هر گوه را تشکیل می‌دهند.
د: در تحلیل لغزش، دیوار (حایل یا سیل بند) و خاک در تماس با آن (احاطه‌کننده) به صورت مجموعه‌ای از گوه‌ها در نظر گرفته می‌شود شکل 11 ، سیستم خاک- سازه به یک یا چند گوه (یک گوه‌ی سازه‌ای و یک یا چند گوه‌ی مقاوم) تقسیم می‌شود.
هـ : با توجه به شرایط ژئوتکنیکی و زمین‌شناسی مصالح پی، ممکن است موقعیت کامل سطح گسیختگی یا بخش‌هایی از آن مشخص باشد. شیب سطوح گسیختگی یا محل شروع این سطوح را می‌توان با توجه به شرایط محلی تعیین کرد. شرایطی که موقعیت سطوح گسیختگی را مشخص می‌نماید، شامل لایه‌بندی بستر و درزه‌های بستر سنگی می‌شود.
شکل 11 : سیستم کلی سازه- خاک با یک صفحه‌ی گسیختگی فرضی
صفحه گسیختگی بحرانی
با استفاده از سعی و خطا نیز می‌توان صفحه گسیختگی بحرانی را تعیین نمود. برای یک ضریب اطمینان مشخص، شیب پایه هر گوه برای ایجاد حداکثر نیروی فعال در گوه‌ی فعال یا حداقل نیروی مقاوم در گوه‌ی مقاوم تغییر داده می‌شود. مقدار ضریب اطمینان در نظر گرفته شده، در شیب بحرانی پایه گوه فرضی، موثر است. ضریب اطمینان آنقدر تغییر می‌یابد تا صفحه‌ی لغزشی ایجاد گردد که تعادل را برقرار نماید. صفحه گسیختگی که با این روش به دست می‌آید ، صفحه گسیختگی با حداقل ضریب اطمینان است که به آن صفحه گسیختگی بحرانی می‌گویند. برای گوه سازه‌ای باید چندین شیب پایه در نظر گرفت تا صفحه گسیختگی بحرانی با حداقل ضریب اطمینان به دست آید ( شکل 11 ).
ضریب اطمینان لغزش
برای تخمین پایداری در مقابل لغزش، تحلیل تعادل حدی به کارگرفته می‌شود. در این تحلیل ضریب اطمینان بر مشخصه‌های مقاومتی مصالح که در پایداری لغزشی موثر هستند اعمال می‌شود. ضریب اطمینان به نحوی اعمال می‌گردد که تعادل نیرو‌های وارد بر گوه‌های خاک و سازه برقرار باشد. از آنجایی که مشخصه‌های مقاومتی برجای سنگ و خاک کاملا دقیق نیستند، یک نقش ضریب اطمینان در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های موجود در مقادیر این مشخصه‌ها است. به عبارت دیگر ضریب اطمینان نشان‌دهنده اختلاف بین مقاومت برشی واقعی و مقاومت برشی در نظر گرفته شده برای تحلیل است.
تعادل حدی هنگامی برقرار است که در امتداد سطح گسیختگی، تنش‌های برشی وارده با حداکثر مقاومت برشی مساوی باشند. بنابراین سازه هنگامی در مقابل لغزش در امتداد یک سطح مستعد گسیختگی، پایدار است که تنش‌های برشی وارده کم‌تر از مقاومت برشی قابل حصول باشند. ضریب اطمینان FS به صورت نسبت مقاومت برشی به تنش برشی وارده در امتداد سطح مستعد گسیختگی، تعریف می‌گردد.
رابطه-24
در رابطه بالا داریم:
τf= حداکثر مقاومت برشی براساس معیار گسیختگی مور- کولمب
τ= تنش برشی وارده
کنترل ظرفیت باربری بستر
ظرفیت باربری برای شرایط بارگذاری مشابه تحلیل واژگونی بررسی می‌شود. همچنین ظرفیت باربری برای صفحات فرضی در نظر گرفته شده برای تحلیل لغزش کنترل می‌شود . نیروی عمودی ( N′ ) و نیروی مماسی (T) برای گوه سازه‌ای در طول صفحه باربری فرضی محاسبه می‌شوند. ترکیب نیرو‌های باربری نهایی به نیروی عمودی اعمالی موثر بر گوه سازه‌ای و مطابق رابطه زیر به دست می‌آید.
رابطه-25
که در این رابطه:
Q= مولفه عمودی ظرفیت باربری نهایی
N′= نیروی عمودی موثر اعمالی بر گوه سازه‌ای
ظرفیت باربری ناکافی
اگر ضریب اطمینان گسیختگی ناشی از باربری ظرفیت ناکافی باشد، باید عرض پایه دیوار افزایش داده شود یا پایه دیوار پایین‌تر برود یا دیوار بر روی شمع احداث شود.
تناسب اولیه
داس ابعاد اولیه زیر را برای طرح دیوار‌های حایل طره‌ای و وزنی پیشنهاد داده است. این تناسب اولیه به عنوان حدس اولیه در طراحی دیوار به کار می‌روند. انتخاب ابعاد نهایی معمولا به روش سعی و خطا با اصلاح ابعاد اولیه در زمان طراحی صورت می‌گیرد.
شکل 12 : ابعاد اولیه پیشنهادی دیوار حائل
تنش‌های مجاز در دیوار‌های بتنی
تنش‌های مجاز در دیوار‌های بتنی مطابق جدول 1 می‌باشد.
جدول 1 : تنش‌های مجاز دیوار‌های بتنی
| f′c(N/mm2) | تنش مجاز | حالت | ||
| 25 | 20 | 15 | ||
| 11.25 | 9 | 6.75 | 0.45 f′c | تنش مجاز فشاری ناشی از خمش |
| 0.68 | 0.6 | 0.52 | f′c0.135 | تنش مجاز کششی ناشی از خمش |
| 0.5 | 0.45 | 0.39 | f′c0.1 | تنش مجاز برشی |
منابع
1- راهنمای طراحی دیوار‌های حائل ( نشریه 308 ) – سازمان برنامه و بودجه کشور – سال 1396