رفتار دینامیکی پی های شمعی در خاک روا نگرا با استفاده از روش تفاضل محدود

سازه ها درمناطق ماسه ای شل و نیمه شل اغلب بر روی فونداسیون های شمعی بنا می شوند. اگر لایه های ماسه ای اشباع باشند، وقوع پدیده روانگرایی بسیار محتمل است. روان گرایی عامل اصلی تخریب سازه های مهندسی مانند شمع ها در نواحی فعال لرزه ای است. روش های طراحی مختلفی برای ارزیابی رفتار شمع ها تحت بار زلزله در خاک روانگرا توسعه یافته است. با این حال فقدان مطالعه ای جامع با در نظر گرفتن کلیه ی عوامل موثر در رفتار شمع در خاک روانگرا وجود دارد. در این پژوهش یک تحلیل سه بعدی دینامیکی کوپل به منظور بررسی رفتار شمع منفرد در خاک روانگرا به روش تفاضل محدود انجام شد. رفتار شمع مطابق با مدل الاستیک و رفتار خاک براساس مدل غیر خطی مدل سازی شدند. نتایج یک تست سانتریفیوژ برای نشان دادن توانایی مدل به منظور صحت سنجی رفتار شمع تحت بار زلزله مورد استفاده قرار گرفت. سپس مدل صحت سنجی شده برای یک مطالعه پارامتریک روی پاسخ دینامیکی شمع منفرد به کار گرفته شد. مطالعه پارامتریک براساس تغییر در ویژگی های سختی نسبی شمع و خاک، چگالی نسبی لایه خاک روانگرا و ضخامت لایه خاک روانگرا انجام شد. نتایج نشان داد که افزایش ۱۰% چگالی نسبی لایه خاک روانگرا باعث کاهش حدود ۲۰% در ممان خمشی بیشینه می شود. هم چنین نتایج مدل عددی نشان داد در صورتی که ضخامت لایه ی روانگرا از مقدار یک سوم طول شمع بیشتر شود، مقدار ممان خمشی بیشینه در مرز دو لایه ی روانگرا و غیر روانگرا مستقل از شرایط مرزی سر شمع خواهد بود.