بررسی ظرفیت باربری دینامیکی شالوده های سطحی به روش عددی در خاک های غیرچسبنده

در این تحقیق، تأثیر پارامترهای مختلف بر ظرفیت باربری دینامیکی پی های سطحی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. همان گونه که از نتایج حاصل از پژوهش های محققین برمی آید، ظرفیت باربری پی های سطحی تحت بارهای دینامیکی به شدت کاهش می یابد. در روش های تحلیلی انجام شده در گذشته، تأثیر عوامل مختلفی همچون مدت زمان اعمال بار دینامیکی، فرکانس و غیره بر روی ظرفیت باربری دینامیکی پی ها در نظر گرفته نمی شد و لذا مکانیسم صحیحی برای گسیختگی زیر پی به دست نمی آمد. امروزه با وجود روش های عددی همچون اجزای محدود و نرم افزارهای مختلف نوشته شده در این زمینه، لزوم بررسی های بیشتر موضوع ایجاد شده است. مدل سازی های انجام شده در این پایان نامه تماماً در فضای سه بعدی و به کمک نرم افزار اجزای محدودی abaqus 6.13-1 صورت گرفته است. برای مدل سازی خصوصیات خاک زیر پی از سه نوع خاک ماسه ای با پارامترهای مختلف و با فرض مدل رفتاری موهر-کولمب به صورت الاستوپلاستیک کامل استفاده شده است. برای مش بندی مدل از المان های آجری خطی هشت گرهی با انتگرال گیری کاهش یافته کمک گرفته شده است. تحریک زلزله به صورت شتاب با فرکانس های مختلف و تنها به صورت افقی به مرزهای تحتانی مسئله اعمال شده است. شرط مرزی مورد استفاده در این تحقیق، تکیه گاه ساده با مرزهای دور و با درنظرگرفتن سنگ بستر در عمق 50 متری می باشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که در محدوده ی فرضیات صورت گرفته، با افزایش شتاب افقی زلزله، ظرفیت باربری کاهش می یابد. این در حالی است که آهنگ کاهش ظرفیت باربری برای خاک های با زاویه ی اصطکاک داخلی بیشتر، افزون تر است. همچنین افزایش مدت زمان اعمال بار لرزه ای و کاهش وزن مخصوص خاک، باعث کاهش ظرفیت باربری دینامیکی پی های سطحی می شود. تنها عاملی که تأثیری بر ظرفیت باربری ندارد، مدول الاستیسیته ی خاک است. همچنین با مقایسه ی ظرفیت باربری دینامیکی در حالت سه بعدی با تحقیقات انجام شده ی مشابه در حالت دوبعدی می توان گفت با توجه به پیچیدگی مدل سازی های سه بعدی، حتی المقدور برای سازه های با درجه ی اهمیت بالا از آنالیزهای دینامیکی سه بعدی برای تعیین ظرفیت باربری استفاده شده تا هم از لحاظ اقتصادی، مقرون به صرفه تر باشد و هم اطمینان بیشتری از طراحی صورت گرفته حاصل شود.