تحلیل عددی اثر خصوصیات مقاومتی فصل مشترک شمع – خاک بر سختی جانبی منحنی‌های p-y

Abstract

بررسی ظرفیت باربری جانبی شمع‌های تحت بارجانبی در مجاورت زمین‌های شیب‌دار و همچنین زمین‌های مسطح ازجمله موضوعات موردبحث در زمینۀ مهندسی شالوده‌های عمیق در دهه‌های اخیر می‌باشد. برآورد میزان سختی جانبی لایه‌های خاک، یا به‌شکل دیگر ضریب واکنش بستر جانبی، چالشی قدیمی در زمینۀ تشکیل منحنی‌های p-y تجربی (آزمایشگاهی) و تئوری بوده است. در این مقاله به‌کمک تحلیل‌های عددی صورت‌گرفته در نرم‌افزار تفاضل محدود سه‌بعدی FLAC3D اقدام به برآورد سختی جانبی خاک تابع عمق z در طول شمع‌های بتنی در عمق‌های مختلف در زمین‌های شیب‌دار و مسطح و در انواع خاک‌های چسبنده، اصطکاکی (دانه‌ای) و مختلط از نوع c- شده است. به‌منظور برآورد سختی جانبی خاک در عمق‌های مختلف به‌کمک این روش عددی، منحنی‌های p-y در عمق‌های مختلف در طول شمع بتنی با مقطع دایروی تحت بارگذاری جانبی استاتیکی تا حد تسلیم خاک استخراج شده است. از چندجمله‌ای درجه ششم برای تقریب رابطۀ مابین سختی جانبی خاک و پارامترهای بدون بعد مشخصه های هندسی و مقاومتی خاک، شمع و فصل مشترک شمع-خاک استفاده شده‌است که برای مؤلفۀ چسبندگی خاک به چندجمله‌ای درجه چهار کاهش یافته است. در پایان مقاله به‌منظور صحت‌سنجی روش عددی استخراج منحنی‌های p-y در این تحقیق، تعدادی آزمایش‌های معتبر بارگذاری جانبی شمع باروش تحقیق حاضر، مورد بررسی قرار گرفته‌اند و منحنی‌های بار- تغییرمکان سر شمع برای آنها محاسبه شده است. نتایج صحت‌سنجی، توافق خوبی مابین نتایج آزمایش‌ها و روش عددی تحقیق حاضر به‌دست می‌دهد.

Keywords

• شمع تحت بار جانبی
• سختی جانبی خاک
• منحنی‌های p-y
• تحلیل سه‌بعدی تفاضل محدود
• روابط تجربی