شبیه سازی عددی پدیده روانگرایی و تاثیر آن بر شمع و دیواره اسکله

اقتصاد تعداد زیادی از کشورهای صنعتی بر پایه واردات و صادرات کالا از طریق اسکله هاست. اسکله سازه ای است که کشتی ها را به خشکی ارتباط می دهد و یکی از مهم ترین بخش های بندرها محسوب می شود. در صورت گسیختگی و آسیب آن، فعالیت های مهم بندر به دلیل آسیب وارد به سازه های مجاور اسکله همچون جرثقیل متوقف خواهد شد. شمع های مستقر در خاک نیز یکی از این سازه هاست که در صورت خرابی آن، سازه قرارگرفته بر روی آن از بین خواهد رفت. به همین دلیل بررسی نحوه رفتار سازه های ساحلی در برابر عوامل خرابی همچون زلزله اهمیت بالایی دارد. مدل سازی های آزمایشگاهی زیادی بر روی شمع انجام شده است؛ اما به ندرت به بررسی رفتار آن در اسکله پرداخته شده است. یکی از این مدل های آزمایشگاهی، به بررسی رفتار شمع و دیوار در برابر روانگرایی با استفاده از میز لرزان و به صورت کوچک مقیاس پرداخته است. در این پژوهش به مدل سازی عددی این مدل آزمایشگاهی و صحت یافته­های به دست آمده در مدل عددی به کمک مدل آزمایشگاهی پرداخته شده است. در این مقاله با کمک نرم افزار FLAC۳D۱ که دارای قابلیت تحلیل غیرخطی تنش موثر و تولید اضافه فشار آب حفره ای در محیط پیوسته خاک است، به شبیه سازی روانگرایی با کمک مدل رفتاری فین پرداخته شده است. اضافه فشار آب حفره ای، جابه جایی های خاک، لنگر خمشی و نیروی جانبی شمع، جابه­جایی و خمش دیوار از جمله یافته­های به دست آمده از طریق شبیه سازی است که با یافته­های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است. یافته­های به دست آمده نشان می دهد که روانگرایی در خاک اتفاق خواهد افتاد و زمان آن مطابق با مدل آزمایشگاهی است. جابه جایی خاک در اثر این رخداد نیز استخراج شده و با مدل آزمایشگاهی مقایسه شده است. این مقایسه نشان می دهد که رفتار و روند افزایش جابه جایی در زمان های مختلف بارگذاری مطابق با یافته­های آزمایشگاهی است. همچنین یافته­های به دست آمده به کمک مدل عددی برای شمع تطابق بالایی با یافته­های آزمایشگاهی به خصوص برای شمع های نزدیک به دیوار نشان می دهد. در نهایت نیز رفتار دیوار بررسی شده است که دیده می شود مکان حداکثر ممان خمشی در دیوار در مدل عددی مطابق مدل آزمایشگاهی است.

Keywords:

روانگرایی , تحلیل دیواره , تحلیل گروه شمع , FLAC۳D