تحلیل عددی فونداسیون رادیه شمع با شمع های منفصل در خاک های ماسه ای

استفاده از سیستم رادیه شمع منفصل به عنوان یک رویکرد جدید در عرصه مهندسی پی و در پاسخ به نیازهای روزافزون در پروژه های عمرانی بخصوص در سازه های بلند و سنگین در سال های اخیر مورد توجه جدی محققین قرار گرفته است. در این سیستم پی سازی برای بهبود مکانیسم انتقال بار از رادیه به خاک بستر، از یک لایه میانی در بین رادیه و شمع ها شامل خاک های درشت دانه متراکم استفاده می شود. شمع های منفصل به صورت عناصر مسلح کننده قائم خاک زیرین عمل می کنند و با تشکیل محیطی از مصالح مرکب سخت تر، سبب بهبود ویژگی های مکانیکی بستر می شوند. در این حالت شمع ها مستقیماً در معرض بار روسازه قرار نداشته و تا حدی رعایت ملاحظات سازه ای برای آن ها کمتر تعیین کننده خواهد بود. مطالعات کمی در زمینه بررسی عملکرد رادیه شمع منفصل در قیاس با رادیه شمع متصل، ارائه شده است؛ لذا سازوکار و رفتار این نوع از شالوده، به طور کامل شناخته شده نیست. این مطالعه برای دو حالتِ هندسی رادیه شمع کوچک (b_raft/l_pile <1) و رادیه شمع بزرگ (b_raft/l_pile >1)، انجام گرفته است. این حالات هندسی، موجب تفاوت عملکرد رادیه شمع منفصل به ویژه در تغییر مکان جانبی شمع ها شده است. همچنین تاثیر متفاوت افزایش ضخامت میان لایه، بر نشست سیستم پی مشاهده شد. افزایش سختی (e) و زاویه اصطکاک داخلی (?) میان لایه شنی، کاهش نشست را تا حدی به همراه داشته و نرخ کاهش نشست، به تدریج کاسته می شود. افزایش قطر شمع های منفصل، نسبت سهم باربری مجموعه شمع ها از بار کل را افزایش داده و سهم باربری خاک بستر، کاسته شده است. افزایش نسبت (s/d) شمع ها از مقادیر کوچک، موجب نزدیک شدن عملکرد شمع های گروه به شمع های منفرد و کاهش نشست شده است. افزایش ضخامت رادیه، تاثیر بیشتر بر روی کاهش نشست نامتقارن داشته و همچنین کم بودن ضخامت رادیه در حالت هندسی کوچک، احتمال بیشتری در ایجاد رفتار انعطاف پذیر برای رادیه را دارد. در این تحقیق علاوه بر مطالعه رفتار بار نشست، به بررسی دقیق تر توزیع بار در رادیه شمع منفصل تحت شرایط گوناگون هندسی و مقاومتی پرداخته شد و در موارد متعددی نیز سیستم رادیه شمع متصل با شرایط مشابه ساخته شده و مورد مقایسه قرار گرفت. جهت مدل سازی های المان محدود، از نرم افزار اباکوس استفاده شد و با ساخت و تحلیل مجزّاء 94 مدل سه بعدی اجزاء محدود، گامی کوچک در جهت معرفی ابعاد بیشتری از رفتار سیستم رادیه شمع منفصل، برداشته شده است. صحت سنجی مدل عددی نیز با استفاده از نتایج آزمایش سانتریفیوژ انجام شده است.