تحلیل دینامیکی پی های عمیق با لحاظ نمودن اثرات اندرکنش خاک-شمع-سازه

تعداد زیادی از سازه های مواجه با اندرکنش لرزه ای خاک-شمع-سازه دچار خرابی و یا گسیختگی شمع و یا حتی کل سازه شده اند. پیچیدگی های موجود در مسائل مربوط به شمع و اندرکنش شمع و خاک به همراه اثرات ناشی از نیروی زلزله و همچنین عدم وجود روش های دقیقی که از فرضیات ساده کننده استفاده نکنند، نیاز به استفاده از روش های عددی را برای تحلیل و شناخت هر چه بیشتر، روشن می سازد. در این تحقیق سعی شده با استفاده از نرم افزار تفاضل محدود به مدلسازی سه بعدی و بررسی اثر عوامل مختلف بر روی پاسخ دینامیکی شمع و خاک پرداخته شود. در این مطالعه تعدادی آنالیزهای دینامیکی بر روی انواع خاک های ماسه ای و رسی توسط نرم افزار انجام گرفته است. با توجه به زلزله مبناء تعیین شده، بارگذاری وارد بر مدل در بخش آنالیزهای دینامیکی، طیف زلزله کوبه بوده است. این بار به صورت تاریخچه زمانی شتاب به بستر سنگی اعمال شده و در تمامی آنالیزها فرض شده است که بستر سنگی در کف مدل قرار دارد. همچنین بار سازه بالا به صورت یک بار ثابت گسترده در تمامی مدل ها به کلاهک گروه شمع وارد گردیده است. برای مدل کردن رفتار الاستوپلاستیک خاک از معیار گسیختگی موهر-کولمب استفاده شده است و در سطح مشترک خاک-شمع به منظور تعریف رفتار تماسی، المان pilesel که از قابلیت های نرم افزار است، بکار گرفته شده است. در کف مدل جابه جایی افقی و قائم مقید شده است. برای کسب نتایج واقعی تر و جلوگیری از انعکاس امواج از مرزهای کناری به داخل مدل، از مرزهای میدان آزاد(free-field) استفاده گردیده است. هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر تغییر پارامترهایی نظیر نسبت فاصله بندی شمع ها، طول شمع ها و قطر شمع ها در گروه شمع قائم، در رفتار دینامیکی شمع بوده است. در قسمت نتایج این تحقیق، ابتدا پاسخ های استاتیکی و سپس پاسخ های دینامیکی شامل تغییرمکان، نیروی برشی و لنگر خمشی در اعماق مختلف شمع و برای تمامی آنالیزهای انجام شده رسم گردیده و تا حد امکان، این نتایج تفسیر شده است.