بخشی از مقاله
چکیده
استفاده از دیواره محیطی تحتانی برای پیهای سطحی، رواج وسیعی نیافته و تحقیقات چندانی بر روی این پیها صورت نگرفته است. در این تحقیق یا استفاده از یک سری آنالیزهای تفاضل محدود به بررسی تاثیر هندسهی دیوارههای محیطی تحتانی بر ظرفیت باربری پیهای دارای دیواره محیطی تحتانی مجاور شیب پرداخته شده است.
این آنالیزها با استفاده از نرمافزار تفاضل محدود FLAC 3D صورت گرفته است. نتایج حاصل از این آنالیزها نشان داد با افزایش ضخامت دیوارههای محیطی تحتانی ظرفیت باربری افزایش مییابد. همچنین افزایش ارتفاع دیوارههای محیطی تحتانی باعث افزایش ظرفیت باربری این پیها میگردد . در ادامه نیز به بررسی اثر اختلاف ارتفاع دیوارهها و وجود دیواره در سرتاسر پی پرداخته شده است. ننایج به دست آمده نشان دادند افزایش تعداد دیوارهها باعث بهبود ظرفیت باربری میگردد.
-1 مقدمه
پیهای دارای دیواره محیطی تحتانی، نوع خاصی از پیها هستند که تحقیقات کمی بر روی آنها صورت گرفته است. در این پیها از یک چیدمان درونی از دیوارهها یا سخت کنندهها جهت افزایش مقاومت این نوع پیها، استفاده شده است. در این پیها دیوارههای عمودی، توسط محصور کردن خاک زیر پی و بین دیوارهها به طوری که خاک به سمت رئوس دیوارهها منتقل شود، ظرفیت باربری را بهبود میبخشد.
یکی از شرایط و حالتهای مؤثر بر ظرفیت باربری پی، مجاورت آن با شیب میباشد. اتکا پی بر زمین شیبدار یا قرارگیری شیب در فاصلهی مؤثری از پی، میتواند تأثیر قابل ملاحظهای بر ظرفیت باربری داشته باشد. با توجه به اهمیت احداث پیها در مجاورت شیب، استفاده از پیهای دارای دیواره محیطی تحتانی میتواند کمک موثری برای بهبود ظرفیت باربری پیهای سازههای مجاور شیب باشد. در مجموع با توجه به مزایای مذکور به نظر میرسد استفاده از این پیها مناسب و اقتصادی باشد و در نتیجه بررسی رفتار چنین پیهایی از جنبه باربری و نشست میتواند در معرفی و به کارگیری آنها بسیار ارزشمند باشد.
یکی از مهمترین پارامترها برای بررسی پیهای دارای دیواره محیطی تحتانی مجاور شیب، هندسهی دیوارههای به کار رفته در پی ها میباشد.
با توجه به نکات مطرح شده، در تحقیق پیش رو به بررسی هندسهی دیوارههای به کار رفته در پیهای دارای دیواره محیطی تحتانی مجاور شیب و تاثیر آن بر ظرفیت باربری این پیها پرداخته میشود، تا تاثیر ضخامت و ارتفاع دیوارهها بر ظرفیت باربری این پیها مورد مطالعه قرار گیرد.وجود دیوارههای محیطی تحتانی بر ظرفیت باربری پیهای مجاور شیب بیان شود و همچنین به بررسی تاثیر وجود شیب بر ظرفیت باربری این نوع پیها پرداخته شود.
در این تحقیق با توجه به وجود شیب، و رسیدن به نتایج دقیقتر از نرم افزار FLAC 3D برای انجام این بررسیها استفاده شده است. شکل 1، پی مورد بررسی در این تحقیق و پارامترهایی که مورد بررسی قرار خواهند گرفت را نشان میدهد.
- شکل - 1 پی دارای دیواره محیطی تحتانی مجاور شیب
-2 تاریخچه
برانزبی و راندولف در سال 1998 جزئیات قابل توجهی از موارد کاربرد و روشهای محاسباتی پیهای دارای دیواره محیطی تحتانی - Skirted Foundation - را ذکر نمودهاند.آنها با استفاده از آنالیز المان محدود و آنالیز پلاستیسیته اثبات کردند که ظرفیت باربری افقی و عمودی توسط شکل پی و مقاومت توده خاک، تحت تاثیر قرار می گیرند.
یون و برانزبی در سال 2003 یک بررسی مقایسهای میان پاسخ بار-نشست حاصل از دادههای آزمایش سانتریفیوژ و نتایج المان محدود از پیهای دایرهای دارای دیواره محیطی تحتانی با زبری دیواره متفاوت و نیز افزایش عمق دیواره تا پنج برابر قطر آن را انجام داده اند. آنها همچنین مجموعهای از آزمایشات مدل در سانتریفیوژ بر روی یک پی دارای دیواره محیطی تحتانی تحت بارگذاری عمودی، لنگر خمشی و بارگذاری افقی را انجام دادند و اثبات کردند که این پیها ظرفیت باربری افقی را تا حدود سه تا چهار برابر بیشتر از پیهای معمولی افزایش داده است. آنها پیشنهاد کردند که حالت شکست به جای مکانیزم لغزشی به حالت چرخشی تغییر کند.
الاقبری و محمد زین در سال 2004 معادلهی ظرفیت باربری اصلاح شدهای را برای پیهای نواری دارای دیواره محیطی تحتانی واقع بر بستر ماسهای، ارائه نمودند. در این معادله اثر فاکتورهای اصطکاک کف پی، عمق دیواره، زبری سطوح دیواره و تراکم پذیری خاک بر ظرفیت باربری این نوع از پیها در نظر گرفته شده است. الاقبری بر مبنای مطالعات تجربی خود به این نتیجه رسید که استفاده از دیواره محیطی تحتانی میتواند ظرفیت باربری را افزایش دهد.
وانگ و همکاران در سال 2006 نتایج حاصل از آزمایش پیهای صندوقهای در یک لایه ماسه ریز تحت بارگذاری دینامیکی افقی را بررسی نمودند. همچنین مطالعاتی بر روی نشست و افزایش فشار وارد بر پی نیز انجام شد. این مطالعات نشان داد که زمانی که بارگذاری به حالت بحرانی میرسد در مرحلهی اول در اطراف دیوارهها ماسه شروع به حرکت میکند. در مرحله بعدی دیوارهها نشست میکند و لایه ماسه به تدریج محکم میشود و میزان جابجایی ماسه کاهش یافته و دیواره به یک حالت پایدار می رسد
وکیل در سال 2013 با استفاده از مجموعهای از آزمایشات تجربی به بررسی پیهای دایرهای دارای دیواره محیطی تحتانی فولادی پرداخت. او در این مطالعات به بررسی ارتفاع و ضخامت دیوارههای محیطی تحتانی پیهای دایرهای نیز پرداخت.
روشن ضمیر و گلمغانی در سال 2013 با استفاده از آزمایشات تعیین ظرفیت باربری تاثیر پارامترهای مختلف، بر ظرفیت باربری پیهای دارای لبههای تحتانی را مورد بررسی قرار دادند. در این تحقیق یک سری از آزمایشهای تعیین ظرفیت باربری انجام شد و به بررسی اثر سختی دیواره بر ظرفیت باربری این نوع از پیها پرداخته شد. همچنین تاثیر ارتفاع و ضخامت دیوارهها نیز مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت.
