بررسی رفتار بار- جابجایی شمع مارپیچ در ماسه مرطوب و اشباع با استفاده از دستگاه فشار مخروطی همه جانبه

امروزه با توجه به کاهش یافتن منابع نفت و گاز در خشکی و افزایش روز افزون ساخت و ساز در مناطق ساحلی، استفاده از پی های عمیق برای تامین پایداری سکوهای نفتی و تاسیسات در نواحی ساحلی رو به افزایش می باشد. شمع مارپیچ یکی از انواع پی های عمیق می باشد که به واسطه ی مزایای خود، مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. یکی از پرکاربردترین روش های ارزیابی عملکرد شمع ها، استفاده از مدلسازی فیزیکی می باشد که از نظر زمان، هزینه و قابلیت تکرارپذیری نسبت به انجام آزمایش های برجا، اولویت دارد. دستگاه فشار مخروطی همه جانبه (FCV) یکی از موثرترین روش های مدلسازی فیزیکی انواع شمع ها می باشد. این دستگاه شکل مخروطی داشته و با اعمال فشار از کف و به واسطه ی جداره مخروطی خود، توزیع تنش خطی مشابه با واقعیت در راستای محور دستگاه ایجاد می نماید. در نتیجه با اعمال هر فشار از کف، عمق مشخصی از خاک در نمونه ی درون دستگاه FCV مدلسازی می گردد. در این پژوهش ابتدا دستگاه FCV با ابعادی بهینه و با قابلیت اشباع شدن نمونه طراحی و ساخته شد. این دستگاه تا زمان نگارش این مقاله تنها دستگاهی است که توانایی مدلسازی فیزیکی شمع در شرایط اشباع را دارا می باشد. پس از کسب اطمینان از کارایی این دستگاه، رفتار بار-جابجایی شمع مارپیچ تک پره و سه پره در تراکم های گوناگون و در شرایط مرطوب و اشباع مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد افزایش تراکم، درگیری خاک و پره را افزایش داده و ظرفیت باربری شمع مارپیچ افزایش می یابد. از طرف دیگر با اشباع شدن نمونه ظرفیت باربری شمع کاهش چشمگیری می یابد. همچنین افزایش تعداد پره ظرفیت باربری شمع را افزایش می دهد.