ترجمه مقاله آزمایش مدل و ارزیابی عددی اثر تداخلی پی های حلقه ای و دایره ای با فاصله نزدیک بر روی ماسه مسلح

چکیده
1. مقدمه
2. رفتار پی های حلقه ای و دایره ای بر روی خاک ماسه ای
3. رفتار پی های با فاصله نزدیک بر روی ماسه مسلح
4. مصالح آزمایش شده 
5. تجهیزات
6. روند آزمایش
7. نتایج و بحث
8. ماسه غیر مسلح
9. ماسه مسلح
10. اثر تداخلی
11. تحلیل عددی
12. صحت سنجی کجی (مایل بودن) پی ها 
13. مقایسه بین نتایج عددی و آزمایشگاهی
14. نتیجه گیری
منابع

چکیده

      با توجه به وجود بارهای سنگین و عدم دسترسی مکان های ساخت مناسب، مهندسان اغلب باید پی ها را در فاصله نزدیک به یکدیگر اجرا کنند. این پی ها بر روی یکدیگر تاثیر می گذارند که می توان به اثرات بار-نشست و رفتار ظرفیت باربری اشاره کرد. در این تحقیق، ظرفیت باربری پی های حلقه ای و دایره ای با فاصله نزدیک به هم بر روی ماسه مسلح به صورت عددی و آزمایشگاهی بررسی شده است. هدف این تحقیق، ارزیابی اثر تداخلی بر روی ظرفیت باربری پی های دایره ای و حلقه ای مجاور است. پی ها بر روی ماسه مسلح و غیر مسلح مورد بررسی قرار گرفته اند. در این تحقیق، اثر تداخلی پی ها، اثرات شکل، اثر فاصله میان پی ها و همچنین اثر لایه میلگرد گذاری بر روی ظرفیت باربری مطالعه شده اند. جهت دستیابی به این اهداف، مدل های دایره ای و حلقه ای آزمایشگاهی و همچنین مدل های عددی استفاده شده اند.  برنامه جزء محدود رایانه ای PLAXIS 3D Foundation جهت مدل سازی عددی مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج تحلیل عددی و آزمایشگاهی نشان می دهند که ظرفیت باربری نهایی دو پی حلقه ای و دایره ای نزدیک به هم هنگامی دارای بیشترین مقدار است که آنها دقیقا در کنار یکدیگر قرار گرفته و این مقدار به افزایش فاصله به نسبت قطر پی کاهش می یابد (Δ/D). می توان دریافت که برای Δ/D>4، ظرفیت باربری هر پی مجاور مشابه با پی تکی است. این موضوع به این معنی است که در یک فاصله مرکز به مرکز بزرگتر از 4D، هیچ اثر تداخلی قابل توجهی مشاهده نشده و هر پی کم و بیش به صورت مستقل مشابه با یک پی تکی رفتار کرده است.

رفتار پی های حلقه ای و دایره ای بر روی خاک ماسه ای

     فیشر (1957) راهکاری را جهت محاسبه نشست پی های حلقه ای بر روی یک محیط الاستیک نیمه نامتناهی پیشنهاد کرده است. سپس ایگوروف (1965) روابطی را جهت محاسبه فشار باربری زیر پی حلقه ای و نشست آن پیشنهاد کرد. اوهری و همکاران (1997) مجموعه ای از تست های آزمایشگاهی را بر روی پی های حلقه ای مدل با استفاده از ماسه روان انجام دادند و مشاهده کرد که برای نسبت قطر داخلی به قطر خارجی مساوی 0.375 در رینگ، ظرفیت باربری به حداکثر مقدار خود می رسد. هاتف و رضوی (2003) دریافتند که ظرفیت باربری پی حلقه ای با نسبت قطر داخلی به قطر خارجی حدود 0.2-0.4 حدود %25 بیشتر از ظرفیت باربری پی دایره ای با قطر خارجی مشابه است. همچنین، بوشهریان و هاتف (2003) به بررسی ظرفیت باربری پی حلقه ای و دایره ای بر روی ماسه مسلح با مدل های آزمایشگاهی و تحلیل عددی پرداختند. در تحقیق آنها، اثرات عمق لایه اول تقویتی، تعداد لایه ها و فاصله قائم میان لایه ها بر روی ظرفیت باربری مطالعه شدند. باسادهار و همکاران (2007) به صورت آزمایشگاهی پی های دایره ای واقع بر لایه نیمه نامتناهی ماسه مسلح شده با ژئوتکستایل را بررسی کردند. همچنین آنها آنالیز های عددی و تحلیلی را جهت پیش بینی رفتار نشست- بار و مقایسه نتایج با مشاهدات آزمایشگاهی انجام دادند. لامان و ییلدیز (2007) به صورت عددی ظرفیت باربری نهایی پی های حلقه ای قرار گرفته بر روی یک بستر ماسه ای با و بدون استفاده از المان های ژئوگرید را مطالعه کردند. تحلیل آنها با استفاده از برنامه جزء محدود Plaxis انجام شد و اثر عمق لایه تقویتی اول، تعداد لایه های تقویتی و اندازه لایه تقویتی بر ظرفیت باربری نهایی شالوده های حلقه ای مورد بررسی قرار گرفتند. ال سواف و نظیر (2012) به صورت آزمایشگاهی رفتار یک مدل بارگذاری شده برون محوری اعمالی بر روی پی حلقه ای واقع بر یک لایه متراکم ماسه ای را که بر روی یک لایه ماسه شل قرار گرفته است، مطالعه کرده و اخیرا چاکرابورتی و کومار (2013) ظرفیت باربری نهایی یک پی دایره ای واقع بر خاک های دانه ای و چسبنده-اصطکاکی تقویت شده با یک صفحه تقویتی دایره ای افقی را با استفاده از آنالیز های تحلیلی بررسی کردند.

رفتار پی های با فاصله نزدیک بر روی ماسه مسلح

      داس و لبری-چریف (1983) ظرفیت باربری نهایی دو پی نواری نزدیک به هم بر روی ماسه را با استفاده از تست های مدل آزمایشگاهی مطالعه کرده اند. سلوادورای و رابا (1983) به صورت آزمایشگاهی توزیع تنش تماسی زیر دو پی نواری صلب تداخلی واقع در حالت تماس بدون اصطکاک را با یک لایه ماسه متراکم به وسیله اساس صلب یکنواخت مطالعه کرده اند. خینگ و همکاران (1992) تست های آزمایشگاهی را بر روی پی های نواری با فاصله نزدیک به هم بر روی ماسه مسلح شده با لایه ژئوگرید انجام داده اند. ال اشو و همکاران (1994) اثر تعدادی از لایه های تقویتی را بر روی ظرفیت باربری پی های مربعی و نواری نزدیک به هم بر روی ماسه مسلح شده به صورت آزمایشگاهی مطالعه کرده اند. آنها گزارش کرده اند که اثرات داخلی در پی های مربعی کمتر بوده اما تاثیر قابل توجهی بر ظرفیت باربری پی های نواری با فاصله نزدیک بر روی ماسه مسلح داشته است. کومار و ساران (2003) فشار، نشست و کجی پی های نواری و مربعی مجاور واقع بر خاک ماسه ای مسلح را با استفاده از تست های مدل بررسی کرده و نتایج مشابهی را گزارش کرده اند. کومار و گوش (2007) ظرفیت باربری نهایی دو پی نواری تداخلی را با استفاده از روش ویژگی های تنش بررسی کرده اند. غضوی و لاواسان (2008) مطالعات عددی را بر روی ظرفیت باربری پی های مربعی با فاصله نزدیک بر روی ماسه مسلح شده با ژئوگرید انجام داده و نتایج را با نتایج آزمایشگاهی محققان دیگر مقایسه کرده اند. آنها اثرات فاصله میان لایه های تقویتی و پی ها و عرض و عمق لایه های تقویتی را بر روی ظرفیت باربری با استفاده از برنامه تفاضل محدود FLAC3D بررسی کرده اند. همچنین آنها به مطالعه توزیع کرنش برشی و تغییر مکان در خاک برای پی های مسلح شده و غیر مسلح پرداخته اند. کومار و بهوی (2003) اثر تداخلی را بر روی ظرفیت باربری نهایی دو پی نواری نزدیک به هم واقع بر سطح خاک ماسه ای خشک با استفاده از آزمون های مدل مقیاس مطالعه کرده اند. هیچ گونه مایل شدگی پی در آزمون ها مجاز نبوده و اثر فاصله میان دو پی مطالعه شده است. آنها گزارش کرده اند که تداخل پی ها منجر به افزایش قابل توجه ظرفیت باربری آنها شده و اثر تداخل با افزایش وزن مخصوص نسبی ماسه بیشتر شده است. لی و ان (2009) به بررسی اثرات پیکره بندی های مختلف پی در خاک ماسه ای بر روی ظرفیت باربری با استفاده از آزمون های بار میدانی و تحلیل های جزء محدود پرداخته اند. آنها مشاهده کرده اند که پاسخ های بار چندین پی مشابه با یک پی در فواصل بزرگتر از سه برابر عرض پی است. گوش و کومار (2009) برخی از تست های مدل را جهت مطالعه اثر تداخلی دو پی نواری مجاور بر روی ماسه مسلح شده خشک انجام داده اند. یک لایه ژئوگرید تک محوری جهت تقویت بستر شالوده ماسه ای مورد استفاده قرار گرفته است. کوزر و کومار (2010) به بررسی ظرفیت باربری نهایی یک پی نواری جدید واقع بر محیط خاک بدون چسبندگی در صورت وجود یک پی نواری با استفاده از تحلیل حد جزء محدود کران بالا پرداخته اند. گوش و شارما (2010) با استفاده از نظریه الاستیسیته رفتار نشست دو پی نواری واقع بر فاصله نزدیک را بر روی توده خاک لایه ای شامل یک لایه قدرتمند فوقانی و یک لایه ضعیف تحتانی بررسی کرده  اند. مبروکی و همکاران (2010) به صورت عددی ظرفیت  باربری دو پی نواری تداخلی در معرض بارهای قائم را با سطح مشترک یکنواخت با استفاده از برنامه تفاضل محدود FLAC مطالعه کرده اند.