شبیه سازی عددی رفتار دینامیکی ریزشمع و مقایسه با نتایج تجربی

ریزشمع ها، شمع های حفاری شده و تزریق شده با قطر کوچک هستند که جهت تقویت پی ها (تقویت تحت بارهای استاتیکی و بارهای لرزه ای) بکار می روند. مشاهدات تجربی نشان داده است که ریزشمع ها تحت بارگذاری دینامیکی بدلیل انعطاف پذیری بالای خود بسیار خوب رفتار می کنند. در واقع مشاهدات زلزله 1995 کوبه عملکرد خوب شمع های اصطکاکی را تحت بار دینامیکی نشان داده است. لیکن، رفتار دینامیکی ریزشمع ها بدلیل محدودیت تعداد آزمایشات مقیاس واقعی و مدل های آزمایشگاهی بعلاوه محدودیت میزان مطالعات مدل عددی ریزشمع بطور کامل درک نشده است. محتوای این پایان نامه بر مدل سازی اجزای محدود ریزشمع منفرد و گروه ریزشمع ها تحت بارگذاری دینامیکی متمرکز است. نرم افزار اجزای محدود abaqus جهت مدل سازی بکار برده شد. در ابتدای کار نتایج تجربی بدست آمده از آزمایشات سانتریفوژ جهت شبیه سازی و مقایسه نتایج عددی با آن مورد بررسی قرار می گیرد. سپس با توجه به پارامترهای آزمایشگاهی شروع به مدل سازی عددی می شود. در این مدل ها سازه فوقانی بصورت یک جرم با یک درجه آزادی (sdof) بر بالای ریزشمع ها قرار گرفته است. مطالعات پارامتری در شرایط مختلف و با متغیرهای مختلف شامل میزان بارگذاری، سختی خاک، شدت ارتعاش وارده، فرکانس ارتعاش وارده، و پریود طبیعی سازه در حالت دینامیکی و تأثیرات آنها بر تغییر شکل ها و لنگرهای خمشی در امتداد طول ریزشمع صورت گرفته است. شیب دار بودن ریزشمع ها باعث سختی جانبی بیشتر و در نتیجه باعث جابجایی و شتاب کمتر در سر ریزشمع در مقایسه با ریزشمع های قائم می شود. شیب ریزشمع ها تأثیری بر میزان کرنش ها در خاک ندارد، بدین معنی که هیچ تنش اضافی به خاک منتقل نمی شود. لیکن شیب دار بودن ریزشمع، لنگر خمشی سر ریزشمع را افزایش می دهد که این بدلیل افزایش سختی محوری ریزشمع های مایل و شرایط گیرداری سرشمع است.