تجزیه و تحلیل عددی رفتار شمع اسکله ها تحت بارهای جانبی در خاک های لایه (طبقه) بندی شده بصورت غیر خطی با استفاده از تحلیل pushover

با توجه به گستردگی کاربرد شمع در پی ساختمانها وسازه های دریایی لازم است به منظورتامین ایمنی و اقتصاد طرح،رفتار و اندرکنش شمع را در خاک به صورت غیرخطی به روشی دقیق تر شناخت.بدیهی است در نظر گرفتن رفتار غیرخطی شمع و خاک در رسیدن به نگرشی منطبق بر واقعیت رفتار شمع و خاک در سازه ها به ویژه یکی از کاربردهای گسترده شمع یعنی استفاده آن در سازه های دریایی کمک زیادی خواهد کرد. این مقاله نتایج حاصل از یک تحقیق با روش تفاضل محدود را نشان می دهد که بر روی وضعیت یک شمع تنها تحت بارهای جانبی در خاک هایی با لایه بندی مختلف با مدل سازی بصورت الاستوپلاستیک و بصورت سه بعدی (3D) انجام شده است.در این تحقیق از نرم افزار FLAC3D استفاده شده,که یک نرم افزار تفاضل محدود می باشد و توانایی مدل کردن رفتارخاک ، سنگ و یا دیگر مصالحی را که ممکن است وقتی به حد تسلیم برسند، جریان خمیری پیدا کنند را داراست. این نرم افزار بر پایه روند محاسباتی لاگرانژی بنا شده است. در این پژوهش رفتار شمع در خاک های شنی و رسی یکنواخت و نیز خاک هایی که دررسوبات خاک رس آن لایه هایی از خاک درشت دانه دیده می شود و خاک هایی که در رسوبات شنی آن لایه هایی از خاک ریز دانه دیده می شود، مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفت. برای تحلیل, بارها بصورت PushOver به سازه اعمال گردید و نتیجه تحلیل در طی هر کدام از مراحل بارگذاری استخراج گردید, از نتایج به دست آمده برای رسم منحنی های p-y استفاده شد و نتایج بدست آمده در مدلهای مختلف با هم مقایسه شد و در نهایت تاثیر پی های شمعی و اندرکنش آنها در افزایش شکل پذیری و تعریف حد جابجایی مجاز مورد بررسی قرار گرفت.حد جابجایی آستانه خرابی شمع و حد الاستیک مورد پژوهش واقع شد و در جمع بندی مقاله مقدار عددی شکل پذیری برای تاثیر شمع در خاک پیشنهاد شده است.مقدار شکل پذیری بین عدد5/3 تا5/4 برای خاکهای مختلف بدست آمده و نشان می دهد که مدل سازه های شمع و عرشه مثل اسکله و پل علاوه بر فرض شکل پذیری برای سازه باید شکل پذیری مشخص برای زیر سازه فرض گردد و طراحی سازه بدون این فرض قطعاً توام با خطا خواهد بود و اگر مقدار R فرض شده برای سازه بیش از R شمع و خاک باشد قبل از اینکه سازه طبق فرضیات محاسباتی به محدوده شکل پذیری برسد پی از بین رفته و این نتیجه ای است که پیشنهاد شده است تا در آیین نامه های آینده دیده شود.