بخشی از مقاله
خلاصه:
در این تحقیق سعی شده است تا با توجه به نتایج آزمایش بارگذاری صفحه که قبلا انجام شده است ، با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود ،ظرفیت باربری مقطع خاکی دو لایه متشکل از یک لایه شن در قسمت بالا و یک لایه ماسه در قسمت پایین در حالات متغیر برای عمق لایه ها هنگامی که تحت بارگذاری آزمایش بارگذاری صفحه برای ابعاد مختلف صفحه آزمایش قرار میگیرد مدل سازی و محاسیه شود، سپس با توجه به نتایج مدل آزمایشگاهی ، صحت سنجی شده و با روابط کلاسیک پیشنهادی بولز - 1988 - برای خاک های دو لایه مقایسه شود تا درصد اختلاف نتایج ظرفیت باربری مدل آزمایشگاهی و عددی و روابط کلاسیک بدست آورده شود تا بدین وسیله بتوان کارایی روش پیشنهادی بولز - 1988 - در تعیین ظرفیت باربری پی های سطحی بر روی خاک دولایه دانه ای را بررسی کرد.
1. چکیده:
در حال حاضر با توجه به گستردگی سازه ها و تنوع تیپ خاکها روشهای متنوعی برای محاسبه ظرفیت باربری پیهای سطحی روی خاکهای چند لایه موجود است که دارای تفاوت اندکی باهم هستند و دقت محاسبه آنها قابل تامل است.در تحقیق حاضر، سعی شدهاست که ظرفیت باربری پیهای سطحی بر روی خاک دولایه که از یک لایه خاک درشت دانه شنی برروی یک لایه خاک ماسه ای تشکیل شدهاست رابا در نظر گرفتن نسبت های مختلف برای عمق آنهابا توجه به مقاله 1Verma et al - 2013 - . [1] و نتایج آزمایشگاهی آنها که با استفاده از نرمافزار ABACOUS مدلسازی شدهاست محاسبه شود و سپس صحت سنجی شود. در نهایت با استفاده از نتایج صحت سنجی نرمافزار المان محدود با کار آزمایشگاهی و مقایسه آنها با روابط کلاسیک میتوان ظرفیت بار بری پیهای روی خاک 2 لایه را محاسبه کرد.
.2 مقدمه:
با توجه به مدلهای رفتاری متفاوت خاک ها ایدهآلترین روش ها برای بررسی ظرفیت باربری شالوده ها استفاده از نتایج با مقیاس واقعی است که این روش بررسی هم بسیار هزینهبر هست و هم اینکه اجرای این آزمایشها مشکلات اجرایی زیادی دارد .روش دیگر استفاده از مدلهای آزمایشگاهی با مقیاس کوچکتر هستند که این آزمایشها نیز مشکلاتی ازجمله شرایط مرزی جعبه آزمایش؛ دستخوردگی و.... دارند.
آزمایشها مبنای گسترش روش کلاسیک ظرفیت باربری پیهای سطحی هستند در نتیجه، روش های متنوع تئوری و آزمایشگاهی متفاوتی در این رابطه وجود دارد برای مثال رابطه ترزاقی2در سال - 1943 - ، هانسن - 3 - 1970؛ وسیک 4 - 1973 - ، چن و مککرون - .5 - 1991توجه ما در این تحقیق برروی پیهایی متمرکز است که برروی دو لایه خاک قرار دارند که لایه بالایی شن و لایه پایین ماسه هستند.
در این زمینه بولز 36 - 1988 - مطرح می کند [2] که ظرفیت برشی خاک دو لایه را با یک خاک تک لایه با مشخصات میانگین می توان جایگزین کرد. مقادیر میانگین C چسبندگی و اصطکاک از رابطه زیر به دست میآید:
کارا میترس و همکاران - - Karamitrosدر سال [3] 2013 مطالعه ای در دانشگاه یونان انجام دادند.این مقاله تاثیر روانگرایی بر روی کاهش ظرفیت باربری پی های قرار گرفته روی دو لایه رس را بررسی میکند. جهت تحلیل از نرم افزار FLAC استفاده شده است.در این مقاله ضخامت لازم برای رویه ی رسی به دست آمده و ابعاد آن مورد تحلیل قرار گرفته است.تاثیر نواری یا دایره ای بودن در تحلیل دیده شده و شکست قبل از زلزله و در هنگام زلزله با مدل های 7Hanna and Meyerhof بررسی شده است.
مقاله ای توسط آناستاسپولوس و دیگران در سال 2011 در دانشگاه یونان انجام شده است. این مقاله[4] مدل ساده شده ای جهت شبیه سازی پاسخ سیکلی پی های نواری و صحت سنجی آن با کمک نرم افزار ABACOUS می باشد.این آنالیز برای ماسه متراکم و ماسه سست با زوایای اصطکاک مختلف انجام شده است و برای خاک رس نیز صحت سنجی شده است.
مطالعه ای که در سال 2008 توسط L Kellezi و همکاران در دانشگاه اسکاتلند انجام شد[5] نتیجه بررسی آزمایشگاهی و مقایسه عددی دوبعدی و سه بعدی روی اسکله های ساحلی است که انواع بارهای افقی و قائم و لنگر و ترکیبات مختلف آنها در شرایط پی روی دو لایه خاک که بالایی ماسه متراکم و دومی رس متراکم می باشد انجام شده است.در این مطالعه مقادیر مختلف نیروی افقی و عمودی با تغییر در پارامترهای مختلف خاک روی یک پی نواری دیده شده است. آنالیز اجزا محدود توسط 2D & 3D FE انجام شده است.
مقاله ای در سال 2012 توسط ضیائی و دیگران انجام شده است [6] در این مقاله مقایسه ی عددی و تحلیل المان محدود ABACOUS روی پی دایره ای بر روی خاک دو لایه که لایه بالا رس و لایه پایین ماسه متراکم است انجام شده است.در این مقایسه اثر ابعاد پی و ضخامت لایه خاک بر روی نشست پی رینگی تحلیل شده است.
در مقاله ای که در سال 2009 در دانشگاه نیوکاسل توسط کیو انجام شده است[7] با استفاده از روش ANN و نوشتن رگرسیون چند متغییره روی خاک های چسبنده که حداکثر ده لایه است با استفاده از روش مرز بالا و پایین - upper bound lower bound - و حل رگرسیون ها ی چندمتغیره موفق به بدست آوردن رابطه ای جهت پیش بینی ظرفیت باربری شده اند که سپس با معادلات کلاسیک مقایسه شده است.
.3 مدل آزمایشگاهی:
مدل آزمایشگاهی که در این تحقیق از آن استفاده شده است ،کار آزمایشگاهی است که توسط Verma et al - 2013 - در در هند انجام شده است در این مدل آزمایشگاهی که توسط آزمایش بارگذاری صفحه در ابعاد بزرگ انجام شده است. ظرف آزمایش ابعادی به عرض و طول 2 متر و ارتفاع 1/5 متر داراست که از صفحات فولادی ساخته شده است .
برای مهیا ساختن بستر آزمایش لایههای خاک به صورت سقوط آزاد از ارتفاع یک متری رها شدهاند. این کار برای هر 10cm خاک جهت رسیدن به یک تراکم متحددر عمق انجام شده است. مجموعاً 18 آزمایش در شرایط مختلف انجام شده است به این صورت که برای سه ابعاد مربعی صفحه آزمایش مختلف 25 سانتی متر ،30 سانتی متر و40 سانتی متر برای هر کدام در چهار حالتی که عمق شن لایه بالا برابر نصف صفحه آزمایش ،برابر صفحه آزمایش ،یک ونیم برابر و نیز دو برابر آن باشد نمودار بار-نشست برای هر آزمایش رسم شده و ظرفیت نهایی باربری آن بدست آمده است، مانند شکل .2شکل شماتیک مدل آزمایشگاهی به صورت شکل 1 است.
شکل -1 مدل کلی آزمایش
شکل -2نمودار بار - نشست آزمایشگاهی - Verma et al - 2013 در حالتی که ارتفاع لایه بالایی شن دو برابر عرض صفحه بارگذاری است
.4 مدل اجزای محدود
در این تحقیق از نرمافزار ABACOUS برای مدلسازی آزمایش بارگذاری صفحه استفاده شده است که با استفاده از این نرمافزار و با در نظر گرفتن شرایط مرزی و شرایط بارگذاری آزمایشگاهی شرایط آزمایش مدلسازی شده است. مشخصات مکانیکی خاک که جهت مدل سازی از آن استفاده شده است بر اساس مقاله مذکور به صورت جدول 1 می باشد.
