مدلسازی عددی ظرفیت باربری شالوده های نیمه عمیق

ساخت ستون های شنی کوبشی کوتاه در زیر پی های سطحی عملکرد موثری در بهبود ظرفیت باربری و کاهش نشست خاکهای سست و زمین های نامناسب دارند. مزیت اصلی این ستون ها افزایش پارامتر های مقاومتی و تنش های جانبی خاک اطراف به علت کوبش مصالح شنی و افزایش نرخ تحکیم به علت نفوذپذیری بالای این مصالح می باشد. کاربر درعمده آن ها بهسازی خاک در زیر شالوده های سطحی می باشد که با توجه به ارتفاع معمول 1.5 تا 5 متری این ستون ها، مجموعه پی سطحی و ستون شنی کوتاه، شالوده نیمه عمیق نامیده می شود. در این مقاله، مدلسازی عددی مراحل ساخت و بارگذاری شالوده های نیمه عمیق به منظور شناخت مکانیسم گسیختگی و تعیین ظرفیت باربری و نشست های آبی به روش اجزای محدود انجام شده است. تحلیل مسئله با توجه به تقارن محوری ستون شنی منفرد، به صورت دو بعدی و به دلیل نفوذپذیری بالای مصالح شنی در شرایط زهکشی شده صورت گرفته است. برای مدلسازی رفتار مصالح از مدل رفتاری الاستوپلاستیک سخت شونده استفاده شده است. انرژی کوبشی چکشی با اعمال سرعت اولیه گره ها به عنوان شرایط اولیه و انجام تحلیل دینامیکی مدل شده است.نتایج مدل سازی تطابق مناسبی با نتایج آزمایشات صحرایی در برآورد ظرفیت باربری و نشست نشان می دهند. براساس نتایج تحلیل پارامتریک، در خاک های سست با توجه به ارتفاع ستون وقوع دو مکانیسم گسیختگی سوراخ کننده و حبابی شکل محتمل می باشد. با توجه به وقوع مکانیسم حبابی شکل در ستون های بلند، افزایش ارتفاع ستون تاثیری بر ظرفیت باربری شالوده نیمه عمیق نخواهد داشت.