مطالعه عددی خاکریزهای متکی بر شمع های پیچی و بتنی تحت بارگذاری ترافیکی راه آهن

امروزه استفاده از المان های سازه ای مانند شمع ها، به عنوان یک راه حل موثر در بهبود عملکرد کلی یک سیستم خاکریزی به لحاظ پایداری و کنترل نشست در نظر گرفته می شوند. در سال های اخیر استفاده از شمع های پیچی به دلیل عملکرد مناسب تحت بار فشاری و کششی، نصب سریع و آسان شمع و حذف مشکلات بتن ریزی مورد توجه قرار گرفته است. این مقاله یک بررسی عددی از مقایسه عملکرد خاکریزهای متکی بر شمع های پیچی و بتنی ساخته شده بر روی خاک نرم، ارائه می دهد. برای این منظور مدل های المان محدود سه بعدی به طور جداگانه از خاکریزهای متکی بر شمع های پیچی و بتنی در حالی که طول و قطر شفت شمع های آن ها یکسان است، در نرم افزار آباکوس توسعه داده می شوند. نتایج مدل سازی های عددی با مشاهدات میدانی و اندازه گیری های آزمایشگاهی دیگر پژوهشگران اعتبارسنحی می شوند. نتایج نشان می دهد استفاده از شمع های پیچی در مقایسه با شمع های بتنی، باعث کاهش قابل قبول نشست در خاکریز و خاک نرم پی خواهد شد، و حرکات جانبی خاکریز را کنترل می کند. همچنین توزیع نیروی محوری در شمع حاکی از آن است که شمع پیچی ظرفیت باربری بیشتری نسبت به شمع بتنی دارد و شمع ها به صورت اصطکاکی رفتار می کنند. حضور کلاهک شمع، باعث کنترل قابل قبول نشست ها در سیستم خاکریز متکی بر شمع می شود و ظرفیت باربری بیشتری در شمع بسیج خواهد شد. همچنین اضافه کردن پره به بدنه شمع در فواصل مختلف، تاثیر چشمگیری در بهبود عملکرد سیستم خاکریزهای متکی بر شمع نمی گذارد و حتی ممکن است باعث افزایش نشست و پایین آمدن مکانیزم انتقال بار شود.