بررسی ظرفیت باربری شمع انرژی در خاک غیراشباع

افزایش گازهای گلخانه ای و آلودگی محیط زیست از مشکلات اکثر کشورها است. برای کاهشآلودگی، یکی از مهمترین روشها استفاده از انرژی های تجدیدپذیر است. شمع های انرژی ترکیبلوله های مبدل حرارتی با شمع های سازه ای هستند. سیستم تبادل گرما شامل جذب و انتقالانرژی گرمایی زمین به ساختمان است که از طریق سیالی که در لوله های تعبیه شده در شمعجریان می یابد. شمع های انرژی به طور کلی عملکرد دوگانه دارند یعنی همانند شمع های معمولیمی توانند بار ساختمان را به زمین منتقل کنند و به طور همزمان نقش مبدل حرارتی را ایفانمایند. تابستان که دمای سطح زمین زیاد است، با انتقال گرما به زمین، سازه در سطح زمینخنک میشود و در زمستان با انتقال گرما از زمین به سازه، نیاز گرمایش تامین می گردد. دربسیاری از موارد ممکن است یک بخش یا در بعضی موارد کل طول شمع در بالای سطح آبزیرزمینی قرار گیرد و خاک در شرایط غیراشباع باشد. در این پژوهش، بررسی ها بر روی یکشمع انرژی منفرد بتنی در خاک بانی سیلت غیراشباع با بارگذاری حرارتی و مکانیکی به صورتجداگانه و همزمان با استفاده از نرم افزار تفاضل محدود فلک دوبعدی مدل سازی شده است وسپس مدل ساخته شده صحت سنجی شد و پس از آن تاثیر پارامترهای موثر بر رفتار مدل موردمطالعه قرار گرفت. تحلیل های صورت گرفته نشان می دهد با اعمال حرارت، تنش اضافی ایجادمی شود و اگر شرایط خاک غیراشباع باشد، نسبت به حالت اشباع تنش های اضافی ناشی ازحرارت بیشتر است. تغییرات در درجه اشباع خاک باعث تغییرات در وضعیت تنش می گردد.همچنین بررسی ها نشان داد که افزایش حرارت، باعث افزایش ظرفیت باربری شمع می گردد واگر این افزایش حرارت در خاک غیراشباع باشد باعث افزایش قابل توجهی در ظرفیت باربرینسبت به حالت خاک اشباع می شود.

Keywords:

شمع انرژی , خاک غیراشباع , بارگذاری حرارتی - مکانیکی , ظرفیت باربری , مدل سازی عددی