بررسی تاثیر مشخصات هندسی لایه روانگرا در رفتار پی‌های شمعی

Abstract

جابه­جایی­های ناشی از روانگرایی باعث خسارت­های عمده­ای به زیرساخت­ها، مانند ساختمان­ها، پل­ها، لوله­های مدفون و ... می‌شود. وقتی سطح زمین دارای شیب باشد امکان وقوع پدیده گسترش جانبی در خاک­های روانگرا وجود دارد که باعث جابه­جایی­هایی تا حد چند متر نیز می­شود. با توجه به کاربرد وسیع پی­های شمعی، ایمنی شمع­ها در زمان زلزله از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. مطالعات پس از وقوع زلزله در خاک روانگرا نشان داده است که هم نیروی ناشی از سازه و هم اندرکنش سینماتیکی بین شمع و خاک نقش مهمی در رفتار مکانیکی شمع­ها دارد، در نتیجه باید تحلیل براساس اندرکنش شمع – خاک – سازه صورت گیرد. در این پژوهش از روش تفاضل محدود (FDM)، برای بررسی تأثیر ضخامت لایه روانگرا، شیب لایه روانگرا و تراز آب زیرزمینی بر پی­های شمعی استفاده شده است. نتیجه آن است که با افزایش شیب لایه روانگرا، لنگر خمشی ماکزیمم، افزایش می­یابد ولی شیب این نمودارها در ترازهای آب پایین (نزدیک به سطح زمین) بیشتر است. این نوع رفتار در نیروی برشی ایجاد شده در شمع­ها نیز مشاهده شده است.