بخشی از مقاله
چکیده
امروزه استفاده از ریزشمع ها جهت مقاوم سازی سازه های موجود مورد توجه ویژه قرار گرفته است. در این مطالعه به بررسی رفتار ریزشمع های مایل تحت زلزله های نزدیک می پردازیم. در مدلسازی خاک از مدل موهر- کلمب، میرایی رایلی استفاده شده و با استفاده از نرم افزار اجزا محدود سه بعدی ABAQUS آنالیز ها انجام شده است. با توجه به نتایج می توان نتیجه گرفت که در×ریزشمع ها نسبت به شمع ها به نوع زلزله وارده و محتوای فرکانسی آن به شدت وابسته بوده و پاسخ سیستم گروه ریزشمع به خصوص در حالتی که سربار قائم بر روی گروه ریزشمع وجود داشته باشد به شدت تحریک وارده وابسته است.همچنین×ریزشمع زمانی کمترین لنگر خمشی و نیروی برشی را دارد که خاک لایه اول ضعیف تر و خاک لایه دوم قوی تر باشد و هرچه این اختلاف بیشتر میزان لنگر خمشی و نیروی برشی کمتر است.×همچنین با توجه به زلزله های حوزه نزدیک سیستم وارد غیر الاستیک شده و جابجایی های ماندگار در انتهای تحریکات لرزه ای در سیستم پدیدار می گردد. و با توجه به نتایج وجود لایه سخت ماسه در لایه زیرین با توجه به سرعت بالای موج برشی در این لایه، این لایه به صورت سنگ بستر عمل کرده و محیط دولایه بصورت تک لایه عمل می کند. و وجود لایه رس در لایه بالایی میزان تغییر شکل ریزشمع ها در خود لایه و هم نسبت به لایه پایینی بیشتر می باشد.
واژه های کلیدی: ریزشمع، زلزله حوزه نزدیک، اجزا محدود،
-1 مقدمه
ریزشمع به شمع های با قطر کمتر از 30 سانتی متر اطلاق می گردد که با تسلیح فولادی و تزریق دوغاب سیمان همراه می باشند. ریزشمع علاوه بر آنکه به عنوان یک المان باربر و مقاوم در برابر نشست عمل می کند، بدلیل تزریق دوغاب سیمان، سبب بهبود مشخصات مکانیکی - مقاومتی و رفتاری - خاک نیز می گردد. تاریخچه ابداع ریزشمع مربوط به زمانی است که اروپا با خیل عظیمی از ساختمان های در معرض خرابی ناشی از صدمات وارده در جنگ جهانی دوم روبرو بوده است. در این دوره ابداع یک روش بهسازی بستر که علاوه بر کارایی و قابلیت اجرا در بین ساختمان های تخریب شده، سریع و اقتصادی نیز باشد، بسیار ضروری بود که در چنین شرایطی ابداع ریزشمع توسط فرناندو لیزی پیمانکار مشهور ایتالیایی صورت پذیرفت که بدلیل ویژگیهای منحصر به فرد، این روش گسترش فراوانی یافتب2ب.
شکل :1 بهسازی و نوسازی پی های آسیب دیده
در طراحی یک شمع عامل تعیین کننده ظرفیت بار زمین است. این در حالیست که در طراحی یک ریزشمع اجزای تشکیل دهنده ی ریزشمع مهمترین پارامتر طراحی است. با توجه به روش های پیچیده ی نصب ریزشمع ها، شرفیت پیوند بالا بین دوغاب ریزشمع و زمین و سطح مقطع کوچک آن پارامترهای ایده آل طراحی هستند
تاکاشی و همکاران طی آزمایش های میدانی و آزمایشگاهی برای یک سیستم ریزشمع برای مقاومت لرزه ای پی در ژاپن ارائه کردند
در سالهای اخیر شواهدی اثبات کرده اند که ریزشمع های مایل در مورد خاص، برای سازه می تواند مفید باشد. یکی از شواهدی که این موضوع را تصدیق می کند زلزله کوبه می باشد. مشخص شد که یکی از دیوارهای اسکله که عاری از هرگونه صدمه در اسکله کوبه بودند یک دیوار کامپوزیتی متصل به ریزشمع های مایل بود، برعکس، دیوار نزدیک متصل به ریزشمع قائم به طور کل از بین رفته بودب5ب.
بیشتر از آن، آزمایش های سانتریفیوژ و آنالیزهای pseudo-static صورت گرفته توسط جوران و همکاران نشان داد که تمایل شمع الف - جابجایی و لنگر خمشی را در اتصال کپ-شمع کاهش می دهد. ب - نیروی محوری را افزایش می دهد
-2 روش تحلیل
برای حل مسائل عددی، روشه های متفاوتی از قبیل روش المان مرزی - BEM - روش تفاضل محدود - - FDM و روش المان محدود - - FEM استفاده می شود. روش FEM یک بستر انعطاف پذیر و جدی برای حل مسئله ی اندرکنش خاک وسازه ایجاد می کند. این روش تقریبا هرنوع بستر خاکی را می تواند مدل کند. انواع مواد خاک و شمع، نیروهای وارده و شرایط مرزی در این مدل سازی قابلیت ارزیابی دارند. در عین حال پیوستگی و رفتار غیر خطی خاک را در این مدل می توان دخیل کرد. با این حال دقت و صحت نتایج FEM در درجه ی اول به دقت و صحت مدل های تشکیل دهنده و نیز استفاده از ورودی ها و شرایط مرزی و جنس خاک مناسب بستگی دارد. یکی دیگر از معایب این روش طولانی بودن زمان اجرای برنامه کامپیوتری - مخصوصا برای المان های سه بعدی - می باشد
به منظور صحت سنجی مدل نیز، از نتایج آزمایشات بنس لیمان1 در سال 2000 که روی مدلهای تکی و گروهی ریزشمع بهوسیله دستگاه سانتریفیوژ انجام داد استفاده می کنیم. در این آزمایش مدل های مختلفی از ریزشمعها با زاویههای مختلف و تعداد ریزشمعهای متفاوت مورد بررسی قرار گرفتهاند
مشخصات خاک مورد مطالعه در این آزمایش توسط جوران در سال 2001 بازبینی گردید و آزمایش با نصب شتابنگاشتهایی در خود مدل انجام گرفت.
جدول :1 مشخصات خاک مورد مطالعه در آزمایش سانتریفیوژ توسط جوران
