بررسی اثر ناهمسانی مقاومت برشی در ظرفیت باربری پی های سطحی به کمک تئوری فضای تصادفی

پیدایش طبیعی نهشته های طبیعی منجر به شکل گیری ناهمسانی و ناهمگنی در خصوصیات آنها می شود. هدف اصلی این مطالعه مدل کردن لایه خاک دارای مقاومت ناهمسان و دارای تغییرات فضایی با استفاده از تئوری میدان تصادفی و با به کارگیری روش عددی تفاضل محدود است تا میزان تاثیر آنها را روی ظرفیت باربری پی های سطحی تخمین بزند. در این مطالعه مقاومت برشی زهکشی نشده و زهکشی شده خاک به عنوان یک متغیر فضایی در نظرگرفته شده و فرض شده که دارای یک توزیع لوگ نرمال و ساختار فضایی همبسته در سرتاسر محیط داشته باشد. دو نوع ناهمسانی چسبندگی در محاسبات درنظرگرفته شده است. نخست ناهمسانی مکانیکی چسبندگی که با تعمیم مدل همسان موهر-کلمب به حالت ناهمسان لحاظ شده و دوم ناهمسانی ناهمگنی که به تفاوت در ساختار همبستگی چسبندگی خاک در راستای افق و قائم مربوط می شود و با یک تابع ناهمسان همبستگی ویژه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشاندهنده اهمیت مولفه های مختلف ناهمسانی و تغییرات تصادفی پارامترهای مقاومت برشی است. تاثیر ناهمسانی مکانیکی بر روی ظرفیت باربری پی های سطحی برای پارامترهای مختلف مقاومت (? و ?) مورد بررسی قرار گرفت. ناهمسانی مکانیکی با ثابت فرض کردن سایر پارامترها نشان داده شد که تاثیر افزایشی روی ظرفیت باربری پی های سطحی دارد. چگالی مقاومت که در پارامتر ? فرموله شده و همچنین زاویه اصطکاک داخلی خاک نیز چنانچه از مطالعات مقالات انتظار می-رفت نشان داده شده که تاثیر مشابهی روی ظرفیت باربری پی های سطحی دارند. ضریب تغییرات مقاومت برشی زهکشی نشده و زهکشی شده نشان داده شدکه موجب عدم قطعیت در نتایج ظرفیت باربری پی های سطحی می شود و همچنین میانگین ظرفیت باربری نهایی را کاهش می دهد. ناهمسانی ناهمگنی نیز ثابت گردید که موجب افزایش ظرفیت باربری پی های سطحی می شود اگرچه این مقدار افزایش خیلی زیاد نیست. این یعنی که نادیده گرفتن تغییرات فضایی خصوصیات خاک منجر به تخمین بیش از اندازه ظرفیت باربری پی های سطحی می شود.