مدلسازی عددی ظرفیت باربری شالوده های نیمه عمیق

ساخت ستونهای شنی کوبشی کوتاه در زیر پی های سطحی عملکرد موثری در بهبود ظرفیت باربری و کاهش نشست خاکهای سست و زمینهای نامناسب دارند. مزیت اصلی این ستونها افزایش پارامترهای مقاومتی و تنشهای جانبی خاک اطراف به علت کوبش مصالح شنی و افزایش نرخ تحکیم به علت نفوذپذیری بالای این مصالح می باشد. کاربرد عمده آنها بهسازی خاک در زیر شالوده های سطحی می باشد که با توجه به ارتفاع معمول 1/5 تا 5 متری این ستونها، مجموعه پی سطحی و ستون شنی کوتاه، شالوده نیمه عمیق نامیده می شود. در این مقاله مدلسازی عددی مراحل ساخت و بارگذاری شالوده های نیمه عمیق به منظور شناخت مکانیسم گسیختگی و تعیین ظرفیت باربری و نشستهای آنی به روش اجزای محدود انجام شده است. تحلیل مسئله با توجه به تقارن محوری ستون شنی منفرد، به صورت دو بعدی و به دلیل نفوذ پذیری بالای مصالح شنی در شرایط زهکشی شده صورت گرفته است. برای مدلسازی رفتار مصالح از مدل رفتاری الاستوپلاستیک سخت شونده استفاده شده است. انرژی کوبشی چکش با اعمال سرعت اولیه گره ها به عنوان شرایط اولیه و انجام تحلیل دینامیکی مدل شده است. نتایج مدلسازی تطابق مناسبی با نتایج آزمایشات صحرایی در برآورد ظرفیت باربری و نشست نشان می دهند. براساس نتایج تحلیل پارامتریک، در خاک های سست با توجه به ارتفاع ستون وقوع دو مکانیسم گسیختگی سوراخ کننده و حبابی شکل محتمل می باشد. با توجه به وقوع مکانیسم حبابی شکل در ستونهای بلند، افزایش ارتفاع ستون تاثیری بر ظرفیت باربری شالوده نیمه عمیق نخواهد داشت.

کلیدواژه ها:

ستون شنی کوبشی ، ظرفیت باربری ، نشست ، مدلسازی عددی ، تحلیل دینامیکی