بررسی رفتار شمع های مخروطی تحت بارهای قایم و افقی استاتیکی

با توجه به افزایش روز افزون جمعیت و گسترش شهرها، نیاز به احداث سازه های بلند مرتبه احساس می شود. اما یکی از مشکلاتی که در این رابطه وجود دارد کمبود فضای ساخت و زمین های مرغوب برای ساخت و ساز است از این رو در بسیاری از موارد مهندسین ملزم به احداث سازه بر روی خاکهای با ظرفیت باربری کم می باشند. یکی از مرسوم ترین راهها برای انتقال وزن زیاد این سازه ها به زمین احداث شمع زیر پی به منظور افزایش ظرفیت باربری پی ها و بهره گیری از ظرفیت باربری لایه های زیرین خاک که عموما دارای ظرفیت باربری بیشتری نسبت به لایه های دارای نشست کمتر می باشد. در سالیان اخیر استفاده از شمع های با مقاطع مخروطی به جای شمع های با مقطع ثابت به دلیل عملکرد مناسب در عین استفاده کمتر از مصالح به خصوص در خاک های با اصطکاک پایین تغییر کرده است. در تحقیق حاضر شمع های مخروطی با میانگین قطرهای متفاوت در شرایط بارگذاری قایم و جانبی در نرم افزار FLAC3D مدل شده و نتایج حاصل با نتایج بارگذارهای آزمایشگاهی و صحرایی که توسط محققین دیگر انجام شده، مقایسه گردیده است. نتایج نشان داد که در هر دو حالت بارگذاری قایم و جانبی شمع در خاک ماسه ای یکنواخت و متراکم مخروط شدگی باعث افزایش ظرفیت باربری قایم شمع می شود. همچنین با افزایش زاویه مخروط شدگی این افزایش نسبی ظرفیت باربری شمع نیز افزایش می یابد. البته در حالتی که خاک از نوع ماسه متراکم است، این افزایش نسبی ظرفیت باربری بیشتر از حالتی است که خاک از نوع ماسه سست است. همچنین مشخص شد که در شمع های کوتاه با نسبت L/D کمتر از 10 و در حالت خاک ماسه ای یکنواخت، افزایش ظرفیت باربری به نسبت بیشتر از حالتی است که شمع از نوع لاغر است.

کلیدواژه ها:

مخروط شدگی ، بارگذاری قایم شمع ، بارگذاری جانبی شمع ، FLAC3D