تحلیل عددی اندرکنش کوله پل-خاک

در این تحقیق، تأثیر پارامترهای مختلف بر توزیع فشار خاک پشت کوله¬ی پل یکپارچه و جابجایی کوله با در نظرگرفتن اندرکنش خاک-کوله مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. همانگونه که از نتایج حاصل از پژوهش¬های محققین بر می¬آید، فشار خاک پشت کوله¬ها دارای توزیعی غیر خطی است و تحت بارهای دینامیکی افزایش می¬یابد. جابجایی نیز در مقایسه با حالت استاتیکی تحت بارهای دینامیکی افزایش پیدا می¬کند. در گذشته و در روش¬های شبه استاتیکی نظیر مونونوبه-اکابه تأثیر عوامل مختلفی همچون فرکانس، میرایی و زمان اعمال بار ... بر روی توزیع فشار خاک پشت کوله¬ها در نظر گرفته نمی¬شد. امروزه با وجود روش¬های عددی همچون تفاضل 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 در فضای کرنش مسطح دو بعدی و به کمک نرم افزار تفاضل محدود flac 2d v.4.0 صورت گرفته است. مدل¬های ساخته شده تحت موج سینوسی با فرکانس¬ها و بیشینه شتاب¬های مختلف قرار گرفته است. تأثیر پارامترهای طول دهانه، ارتفاع پل، میرایی سیستم و وزن مخصوص خاکریز پشت کوله نیز بر روی پاسخ دینامیکی مدل بررسی شده است. نتایج تحلیل¬ها نشان می¬دهد، با افزایش شتاب بیشینه، فشار رانش خاک پشت کوله و جابجایی کوله افزایش می¬یابند. با افزایش فرکانس، جابجایی و فشار رانش خاک پشت کوله کاهش می¬یابند. کاهش چگالی خاک باعث شده است اثر تحریک موج بر سیستم کاهش یابد، به طوری که جابجایی کوله و فشار رانش خاک پشت آن با کاهش دانسیته کاهش می¬یابند. با افزایش میرایی، روند خاصی برای حداکثر فشار رانش خاک وارد بر دیوار مشاهده نشده است، در میرایی 10% فشار رانش خاک به نسبت میرایی 5% افزایش داشته است ولی در میرایی 15% دوباره کاهش یافته است و جابجایی با افزایش میرایی کاهش یافته است. با افزایش طول دهانه، حداکثر فشار رانش خاک پشت کوله کاهش و جابجایی کوله افزایش یافته است. ارتفاع کوله تاثیر قابل توجهی بر مقدار حداکثر فشار رانش خاک و جابجایی داشته است به طوری که، با افزایش ارتفاع کوله، حداکثر فشار رانش خاک پشت کوله و جابجایی کوله افزایش پیدا کرده است. به منظور بررسی اثر زلزله بر توزیع فشار خاک،13 ثانیه از مولفه افقی رکورد زلزله نورتریج مورد استفاده قرار گرفته است. تاریخچه جابجایی برای این مدل، نشان دهنده حرکت کوله با دامنه ی نوسانی بیشتر می باشد که اثر تخریبی بیشتری دارد، حداکثر فشار رانش خاک پشت کوله نیز افزایش چشمگیری داشته است.