بررسی پارامترهای موثر بر تراکم دینامیکی خاک های دانه ای با استفاده از شبیه سازی عددی

در مطالعه حاضر، مدلسازی عددی تاثیر شکل کوبه در عملیات تراکم دینامیکی خاک با استفاده از روش اجزاء محدود در محیط نرم افزار ABAQUS انجام شده است. پارامترهای متغیر مورد بررسی شامل شکل هندسی کوبه (کروی، استوانه ای تخت و مخروطی با زوایای 60، 90 و (120، ارتفاع سقوط کوبه 10)، 12 و 14 متر) می باشند. وزن کوبه در تمامی حالتها برابر 10 تن متر وعدادت پرتاب کوبه ها ثابت و برابر 10 در نظرگرفته شده است. ابعاد مدل خاک ماسهای مورد بررسی بر اساس مطالعه افتخاری و یثربی (1390) برابر 20×20×20 متر فرض شده است. اعتبارسنجی روش اجزاء محدود به کار رفته، با استفاده از شبیه سازی عددی مدل سازی عملیات تراکم دینامیکی در مناطق پتروشیمی عسلویه صورت پذیرفت و مشخص شد که روش اجزاء محدود مورد استفاده از دقت مناسبی برخوردار است؛ خروجی های حاصل از تحلیل به ترتیب شامل شتاب، عمق تراکم ایجاد شده (عمق کراتر) و چگالی می باشند. مهمترین نتایج حاصل نشان میدهد در روش تراکم دینامیکی خاک، همواره اعمال انرژی بیشتر نمیتواند منجر به افزایش عمق تراکم شود؛ زیرا با توجه به مقادیر عمق کراتر بدست آمده در تعدادی از حالتهای مورد بررسی در مطالعه حاضر، شکل هندسی و سطح تماس کوبه با خاک سبب شده است که با انرژی انتقالی کمتر، عمق تراکم بیشتری حاصل شود. به عنوان مثال هنگامی که از کوبه با سطح مقطع کروی و با انرژی اعمالی 437/39 کیلونیوتن- متر استفاده میشود، عمق کراتر ایجادشده حدودا 48/70 درصد بیشتر از عمق کراتر ایجاد شده در حالت استفاده از کوبه با مقطع استوانه با انرژی اعمالی 981 کیلونیوتن – متر شده است. به عبارتی علی الرغم اینکه انرژی کوبه به میزان 2/20 برابر شده است، اما با توجه به سطح تماس کوبه با خاک، عمق تراکم ناشی از اعمال ضربه در خاک به میزان 32/75 درصد کمتر شده است.

کلیدواژه ها:

روش تراکم دینامیکی ، روش اجزاء محدود ، کوبه کروی ، کوبه مخروطی ، کوبه استوانه ای تخت