پیش بینی ظرفیت باربری شمع ها با استفاده از مدلسازی عددی آزمایش بارگذاری شمع

تعیین ظرفیت باربری شمع ها از جمله مسائل مهمی است که همواره ذهن مهندسین ژئوتکنیک را به خود معطوف داشته است. اثر عواملی نظیر، ناهمسانی محیط خاک در بر گیرنده یک شمع، نحوه اجرای شمع، جنس شمع و شکل آن، تخمین صحیح ظرفیت باربری شمع را با مشکل همراه می سازد. از این رو آزمایش بارگذاری شمع بعنوان یک روش قابل اعتماد، می تواند در مراحل مختلف تحلیل، طراحی و اجرای شمع به منظور تعیین ظرفیت باربری محوری شمع به کار رود. آزمایش بارگذاری شمع با وجود دقت بالا، هزینه های زیاد و زمان انجام طولانی را بر پروژه های عمرانی تحمیل می کند و همین مسئله باعث ایجاد محدودیت هایی در انجام این آزمایش می شود. بدین ترتیب، پذیرش تحلیل های عددی در مسائل ژئوتکنیکی به تدریج در حال افزایش بوده و محاسبات المان محدود بیش از پیش برای طراحی این مسائل استفاده می شود. در این تحقیق برای انجام مدلسازی عددی از نرم افزار المان محدود plaxis v8.20 استفاده شده است. به منظور مدلسازی بهتر و هدفمند بودن ترتیب مدلسازی ها، با توجه به اینکه در مطالعات قبلی انجام شده در سطح ملی و بین المللی، مبنای تغییر طرح مدلسازی ها برای تعیین بهترین شرایط از طریق روش سعی و خطا بوده است، در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از روشی سیستماتیک، طراحی مناسبی برای نحو? تغییر تمامی پارامترهای تأثیرگذار بر مدل عددی ارائه شود. روش مورد استفاده در تحقیق حاضر، روش پیشنهادی دکتر تاگوچی می باشد. در این روش که یکی از روش های فاکتوریلی جزئی می باشد، ترکیبات مشخصی از سطوح هر یک از فاکتورهای تعریف شده در قالب طراحی آزمایشات (doe)، ایجاد می شوند. این روش قادر به بررسی آثار عمده تأثیر هر یک از فاکتورها، تداخل بین فاکتورهای مختلف و پیش بینی بهینه ترین ترکیب از بین تمام آزمایشات ممکن (فاکتوریل کامل) است. در این تحقیق 6 فاکتور عمده موثر در نتایج تحلیل های عددی آزمایش بارگذاری شمع در نظر گرفته شده-اند. با توجه به بررسی های انجام شده، فاکتورهای چسبندگی خاک، زاویه اصطکاک و پارامتر مقاومتی فصل مشترک از بیشترین اهمیت نسبی و همچنین نسبت پواسون و زاویه اتساع دارای کمترین تأثیر می باشند. همچنین شرایط بهینه پیشنهادی توسط روش تاگوچی، مطابقت بسیار خوبی را با آزمایش تأیید در شرایط بهینه از خود نشان می دهد.