مدلسازی عددی اندرکنش شمع و خاک روانگرا با استفاده از روش فنر غیرخطی

کاهش مقاومت و سختی خاک در اثر روانگرایی باعث ایجاد لنگرهای خمشی و تغییرشکل های جانبی زیادی در شمع های واقع در خاک روانگرا می شود. در این تحقیق برای بررسی رفتار شمع در محیط روانگرا از آنالیز دینامیکی همبسته اندرکنش خاک-شمع-سازه (SPSI) استفاده شده است. اندرکنش شمع-خاک با استفاده از روش فنر غیرخطی دینامیکی p-y شبیه سازی شده است. تاثیرات روانگرایی با استفاده از یک ضریب کاهنده به مقاومت جانبی شمع اعمال می گردد. رفتار خاک روانگرا با استفاده از مدل چند تسلیمی وابسته به فشار مدلسازی می شود. برای شبیه سازی اندرکنش فازهای جامد و سیال خاک اشباع بر مبنای تئوری محیط متخلخل اشباع از فرمولاسیون همبسته u-p استفاده شده است. به منظور تایید صحت مدل عددی، نتایج مدل عددی با داده های دو آزمایش سانتریفیوژ مقایسه شده است. پس از صحت سنجی مدل عددی، برای بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر پاسخ دینامیکی شمع و فشار جانبی وارد بر شمع، آنالیز پارامتریک انجام شده است. پارامترهای مورد بررسی شامل ضخامت لایه روانگرا، فرکانس تحریک ورودی، گیرداری سر شمع، سختی شمع، شتاب ماکزیمم ورودی و دانسیته نسبی خاک روانگرا می باشند. نتایج مطالعه پارامتریک نشان داد که فشار جانبی وارد بر شمع تقریبا در عمق لایه روانگرا شده ثایت بوده و حدود ۷ الی ۱۰ درصد فشار سربار کل در پایه لایه روانگرا می باشد.

کلیدواژه ها:

Liquefied soil ، Pile ، Interaction ، Non-linear spring ، coupled analysis ، خاک روانگرا ، شمع ، اندرکنش ، فنر غیرخطی ، آنالیز همبسته