مدلسازی عددی خاکهای ماسه ای بهسازی شده با میکروپایل

ریز شمع ها بیش از 50 سال است که در دنیا مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از ریز شمع های مایل در بهسازی لرزه ای و یا احداث سازه های جدید در مناطق لرزه خیز با وجودی که به صورت محدود مورد استفاده قرار گرفته است ولی مشاهدات اخیر بعد از زلزله بیانگر عملکرد خوب آن ها تحت اثر بارگذاری لرزه ای است. در این پژوهش، جهت مدل سازی و تحلیل حساسیت بر روی پارامترهای موثر ریزشمع بر ظرفیت باربری پی، از نرم افزار plaxis استفاده شده است. این نرم افزار دو بعدی و بر مبنای تئوری اجزاء محدود می باشد و توانایی مدلسازی محیط های خاکی و المان های سازه ای در خاک را داراست. در روند مدلسازی مراحل مدل سازی شامل هندسه مسئله، اعمال شرایط مرزی، مش بندی مدل، تعیین نقاط مناسب جهت قرائت خروجی ها و همچنین اعتبار سنجی مدل صورت گرفت. اثر پارامترهائی نظیر طول میکروپایل (در برخی منابع از آن به عنوان لاغری یاد شده است)، زاویه کار برد میکروپایل، قطر و فاصله میکروپایل ها از هم بر روی پاسخ لرزه ای ریز شمع بررسی شد. نتایج این پژوهش بیانگر آن است که افزایش قطر شمع سبب افزایش ظرفیت باربری می گردد به طوری که افزایش در ابتدای نمودار از شیب بیشتری برخوردار است. یکی از پارامترهای مهمی که در ظرفیت باربری تاثیرگذار است طول شمع می باشد در این آزمایش مقادیر طول ریز شمع ها برابر 3، 5/3، 9/3، 5/4 و 5 متر در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج حاصله با افزایش طول شمع ظرفیت باربری آن نیز افزایش می یابد. در مورد فاصله بین ریز شمع ها کلیه نتایج به دست آمده با این فرض به دست آمده است که فاصله بین میکروپایل ها 2/0 متر می باشد. برای بررسی میزان تاثیر این پارامتر بر نتایج تحلیل، فاصله بین ریزشمع ها تغییر داده شده است. مقادیر فواصل شمع ها بین 1/0 تا 5/0 متر منظور شده است با توجه به نتایج، افزایش فاصله بین ریزشمع ها باعث کاهش ظرفیت باربری پی می گردد. با این حال تغییرات مشاهده شده چندان محسوس نیست و حداکثر حدود 4% تغییر در ظرفیت باربری پی مشاهده می شود علاوه بر این بیشترین تغییر ایجاد شده در محدوده فاصله 1/0 و 2/0 متر است و در خارج از این محدوده تغییرات بسیار کمی دیده می شود. یکی از موارد مهمی که در استفاده از شمع بایستی مد نظر قرار گیرد زاویه قرارگیری شمع در خاک است که تاثیر زیادی بر ظرفیت باربری پی دارد. تغییر زاویه شمع ها تاثیر زیادی بر ظرفیت باربری پی به خصوص در نشست های زیاد دارد. به طوری که حدود 20% اختلاف در میزان ظرفیت باربری شمع های با زوایای 72 و 85 درجه مشاهده می شود.