ظرفیت باربری شمع در خاکهای روانگرا تحت اثر بارهای ضربه ای

اندرکنش بین شمع و خاک یکی از مهمترین مباحث مهندسی ژئوتکنیک و علوم مرتبط با آن می باشد.محققین زیادی تاکنون به بررسی این موضوع پرداخته اند و جنبه های مختلف رفتار شمع ها را تحت اثر بارهای مختلف بررسی کرده اند. با توجه به افزایش استفاده از پی های عمیق(شمع ها) طی دهه اخیر در سطح کشور و گسترش بنادر شمالی و جنوبی کشور در سواحل ماسه ای و خطر روانگرایی در اثر زلزله ، در این تحقیق ظرفیت باربری پی های شمعی به صورت موردی بررسی می شود. با توجه به هزینه های بالای آزمایشات روی شمع ، با استفاده از مدلسازی کامپیوتری ، مدل مناسبی برای پیش بینی جابجایی شمع ها تحت اثر بارهای مختلف ارائه گردید و بدین منظور یک مدل شمع و خاک تولید و با استفاده از روش تفاضل محدود در نرم افزار flac تحلیل گردید. قبل از آماده سازی مدل برای تحلیل شمع در خاک روانگرا در هنگام زلزله ، لازم بود که مدل برای بار استاتیکی ساخته و تحلیل گردد و نتایج با روشهای تئوریکی متداول تحلیل استاتیکی کنترل گردد. پس از کنترل صحت عملکرد برنامه، روانگرایی لایه خاک روانگرا بین دو لایه غیرروانگرا ، بعد از اعمال زلزله، کنترل شد.در محاسبه ظرفیت باربری شمع، رفتار نیرو – نشست شمع مورد توجه قرار گرفته است و برای توزیع نیروی محوری در طول شمع از مکانیزم کاهش نیروی محوری در اثر فعال شدن مقاومت برشی خاک در اثر جابجایی شمع نسبت به خاک اطراف و انتقال بار از شمع به خاک استفاده شده است. نتیجه این تحقیق نشان می دهد که زمین های متشکل از لایه های روانگرا: 1- با توجه به افزایش ضخامت لایه روانگرا مقاومت جداره شمع کاهش می یابد. 2- تشکیل فشار آب منفذی موجب روانگرایی شده که این عمل می تواند درنتیجه اعمال بارگذاری استاتیکی یا بارگذاری دوره ای باشد. 3- به علت تراکم و نشست خاک ، در اثر زلزله و روانگرا شدن خاک ، نشست خاک و شمع به مراتب بیشتر از حالت استاتیکی (تا 10 برابر) در همان سطح بار شده است. 4- مقایسه ای بین تغییرات نیروی ضربه ای در طول شمع برحسب نشست در دو حالت استاتیکی ، روانگرایی خاک و ضربه ای خاک. با توجه به پدیده روانگرایی جهت رسیدن به یک تغییر مکان مشخص به ترتیب از حالت استاتیک به لرزه با کاهش نیروی قابل تحمل توسط شمع روبرو می شویم.