سازه های خاکی- فولادی ، سازه هایی هستند که شامل دو جزء اصلی فولاد و خاک می‌باشند. جزء فولادی به صورت صفحات موجدار می‌باشد که معمولاً به شکل حلقه و به عنوان اسکلت سازه عمل می‌نماید. اندر کنش خاک و فولاد باعث  پایداری و توزیع مناسب بارها در اطراف حلقه فولادی می‌گردد (شکل 1-1).

اندر کش

شکل (1-1) اندر کنش حلقه فولادی و خاک جهت تحمل بارهای اعمالی [1]

 

به عنوان یک مثال علمی می‌توان یک قوطی شیر خشک را در نظرگرفت. این قوطی به تنهایی فاقد مقاومت بوده و با فشاری اندک تغییر شکل می‌دهند. اما در صورتیکه همین قوطی کم مقاومت بین دو قطعه چوب قرار بگیرد، ترکیب ایجاد شده به راحتی می‌تواند وزن یک فرد با زون معمولی را تحمل نماید (شکل (1-2)) [3]

پل ضد انفجار

شکل (1-2) مقایسه‌ مقاومت قوطی به تنهایی و مقاومت قوطی محصور در بین دو قطعه چوبی ‌[3]

 

 در سازه های خاکی- فولادی، جزء خاکی نقش عمده باربری را داشته و حلقه های فولادی باعث توزیع مناسب بارهای وارده به صورت شعاعی می‌گردد. تحت بارگذاری، حلقه فولادی تمایل به تغییر شکل در جهت عرضی دارد لذا نیروهای جانبی خاک فعال شده و باعث جلوگیری از تغییر شکل حلقه فولادی می‌گردد. در نتیجه مجموعه در برابر بارهای قائم مقامت می‌نماید [3]. اجزای سازه خاکی- فولادی در شکل (1-2) نشان داده شده است.

اجزاء سازه های خاکی فولادی

شکل (1-3) اجزاء سازه های خاکی- فولادی

 

علی رغم آنکه ایده اولیه ساخت صفحات فولادی موجدار از ورق موجدار پیچیده شده به بطری داروخانه شکل گرفته است، اما علت علمی شکل گیری صفحات فولادی موجدار به دلیل افزایش سطح مقطع صفحات و افزایش ممان اینرسی به دلیل فاصله تا تار خنثی در یک طول محدود و کاهش تنش ها می‌باشد.
همانطور که از شکل (1-4) و رابطۀ (1-1) می‌توان استنباط نمود. در طول یک متر، در صورتیکه ضخامت دو صفحه یکسان باشد، شکل (الف) به دلیل موجدار بودن دارای سطح مقطع بیشتری بوده از این رو در واحد طول با اعمال نیروی مشابه تنش های ایجاد شده در صفحه  (الف) کمتر خواهد بود.

پل ضد انفجار

شکل (1-4) سطح مقطع صفحات موجدار در طول واحد بیش از صفحات تخت می‌باشد.

 

(1-1)                        σ=P/A±My/I

که در آن:
σ : تنش محوری
P: نیرو
A: سطح مقطع
M: گشتاور خمشی
y: فاصله از تار خنثی
I: ممان اینرسی صفحه فولادی موجدار