بررسی عددی رفتارشمع در یک لایه روانگرا بین دولایه غیره روانگرا

بررسی عددی رفتارشمع در یک لایه روانگرا بین دولایه غیره روانگرا

تحقیق حاضر به بررسی و تحلیل رفتار شمع ها در خاک های روانگرا با تأکید ویژه بر ظرفیت باربری محوری فشاری پرداخته است. تنش های زلزله در مناطقی با ساختار ماسه ای موجب افزایش فشار آب منفذی و کاهش مقاومت خاک و در نهایت ایجاد حالت روانگرایی در خاک می گردد که اثرات مخرب و پرهزینه ای را بر روی پی های عمیق خواهد گذاشت. بدین منظور با استفاده از مدل سازی کامپیوتری، مدلی دو بعدی از شمع و خاک در شرایط استاتیکی طراحی شد و با استفاده از روش عددی تفاضل محدود در نرم افزار تحلیل گردید. سپس با مدل سازی روانگرایی پروفیل خاک مورد نظر بوسیله اعمال زلزله اهر-ورزقان (1391)، ظرفیت باربری محوری شمع در شرایط روانگرایی خاک بررسی و رفتار نیرو-نشست شمع نیز مورد توجه قرار گرفته شد. در مدل سازی رفتار شمع مطابق با مدل الاستیک و رفتار خاک در حالت استاتیکی مطابق با مدل موهر- کلمب و در حالت دینامیکی (روانگرایی) مطابق با مدل فین در نظر گرفته شده است. جهت توزیع نیروی محوری در طول شمع بر اثر فعال شدن مقاومت برشی خاک و جابجایی شمع نسبت به خاک اطراف و انتقال بار از شمع به خاک از مکانیزم کاهش نیروی محوری استفاده گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که جابجایی سر شمع در حالت دینامیکی و روانگرایی خاک، تقریباً 15 تا 20 برابر جابجایی در حالت استاتیکی است. هم چنین ظرفیت باربری محوری شمع در حالت روانگرایی خاک به حدود 50 درصد ظرفیت باربری در حالت استاتیکی کاهش پیدا کرده است. مطالعات پارامتریک انجام شده نشان داد که فرکانس زلزله، ضخامت لایه خاک روانگراو سطح آب زیرزمینی از عوامل تأثیر گذار بر ظرفیت باربری محوری و رفتار شمع ها در خاک های مستعد روانگرایی به شمار می روند.