بررسی عددی تاثیر سختی خاک بر نیروهای سینماتیکی و اینرسی شمع منفرد تحت بار دینامیکی

امروزه پی های عمیق به صورت گسترده ای با هدف انتقال بار به بخش های عمیق تر زمین بخصوص زمانی که شرایط خاک در لایه های فوقانی زمین برای استفاده از پی های سطحی مناسب نباشد، بکار می روند. با توجه به اهمیت اثر اندرکنش سینماتیکی و اینرسی بر پاسخ لرزه ای شمع، مطالعات عددی زیادی در این زمینه صورت گرفته است که بیشتر بر مبنای مطالعات تحلیلی بوده و کمتر پشتوانه آزمایشگاهی داشته اند. به همین علت پژوهش حاضر به مطالعه اثرات اندرکنش اینرسی و سینماتیکی شمع - خاک بر پاسخ دینامیکی شمع منفرد با استفاده از مدل سازی فیزیکی به همراه مدل سازی های عددی پرداخته است. به منظور مدلسازی فیزیکی، تعدادی آزمایش بر روی شمع منفرد در خاک ماسه ای خشک با استفاده از دستگاه میزلرزه تحت بار دینامیکی از نوع سینوسی با فرکانس و دامنه شتاب ثابت انجام شده است. مدلسازی عددی سه بعدی در فضای نرم افزار اجزای محدود ABAQUS شبیه سازی شده و با نتایج آزمایشگاهی اعتبار سنجی شده است. سپس به منظور مطالعات پارامتریک با استفاده از مدل های عددی، تاثیر مشخصات خاک مانند مدول الاستیسیته و نحوه توزیع آن در خاک و تاثیر گیرداری سر شمع بر روی پاسخ لرزه ای شمع منفرد مورد مطالعه قرار گرفته است. از تحلیل ها چنین استنتاج شد که تغییر در سختی خاک و همچنین گیردار شدن سر شمع، بر رفتار لرزه ای شمع تاثیر چشمگیری دارد به طوری که توزیع لنگر خمشی و بیشینه لنگر خمشی و همچنین نیروی برشی در طول شمع را تحت تاثیر قرار می دهد.

Keywords:

شمع منفرد , مدلسازی فیزیکی , مدلسازی عددی , نیروهای سینماتیکی و اینرسی