26945

مطالعه عددي شمع داراي پره در معرض گسترش جانبي ناشي از روانگرايي

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران- ژئوتكنيك

1398

1401/4/1

دكتر عليرضا سعيدي عزيزكندي- دكتر حبيب شاه نظري

مهندسي عمران

گسترش جانبي ناشي از روان¬گرايي مسئول بسياري از خرابي¬هاي شديد وارده به شمع¬ها در حين زلزله-هاي بزرگ بوده است. با مشاهده اين خسارت¬ها، محققان و مهندسان در دهه¬هاي اخير به تحقيق و مطالعه بيشتري جهت بررسي رفتار شمع¬ها در خاك¬هاي ماسه¬اي با قابليت روان¬گرايي و گسترش جانبي ناشي از آن و نيز اندركنش خاك و شمع پرداخته¬اند. در تحقيق حاضر به مطالعه عددي اثر استفاده از شمع داراي پره به عنوان شمع فداشونده بر روي گروه شمع 2در2 دايره¬اي كه در پايين¬دست آن قرار دارد در شرايط گسترش جانبي ناشي از روان¬گرايي با استفاده از نرم¬افزار اپن¬سيس پرداخته شد. براي اين منظور، در ابتدا از مدل سانتريفيوژ ويلسون (1998) براي صحت¬سنجي مدل عددي پيشنهادي استفاده شد. كميت¬هايي مثل شتاب سر شمع، تغييرمكان سر شمع، تاريخچه لنگر وارد به شمع در سه عمق و فشار آب حفره¬اي در سه عمق صحت¬سنجي شد. سپس بر اساس مدل عددي پيشنهادي مطالعه پارامتري بر روي سه مدل جديد انجام شد. اين سه مدل شامل يك گروه شمع دايره¬اي 2در2 به عنوان مدل پايه و دو مدل ديگري كه يك بار در بالادست آن از شمع دايره¬اي با همان هندسه و بار ديگر از شمع داراي پره با مشخصات هندسي قابل مقايسه با شمع دايره¬اي استفاده شده، مي¬شود. با مقايسه ميان نتايج حاصل از اين سه مدل مشاهده مي¬شود كه به طور كلي با قرار دادن شمع، به خصوص شمع داراي پره در بالادست به عنوان شمع فداشونده، كميت¬هايي مثل لنگر خمشي و تغييرمكان جانبي در شمع¬هاي گروه شمع 2در2 پايه به طور قابل توجهي كاهش مي¬يابد. مشاهده مي¬شود كه عملكرد شمع داراي پره به عنوان شمع فداشونده از شمع دايره¬اي بهتر است؛ علت آن مي¬تواند محدوديت حركت خاك اطراف شمع به دليل هندسه شمع داراي پره و به تبع آن كاهش نيروهاي سينماتيكي وارد شده به شمع باشد. علاوه بر اين مطالعه پارامتري بر روي 6 كميت از جمله شيب زمين، سختي شمع، تراكم خاك روان¬گرا شونده، سربار روي شمع، فركانس لرزش ورودي و گيرداري سر شمع انجام شد. در تمامي مدل¬هاي ارائه شده و در تمامي شرايط، مقدار لنگر خمشي و تغيير مكان جانبي شمع در گروه شمع 2در2 در حالتي كه از شمع داراي پره در بالادست استفاده شده نسبت به حالت¬هاي ديگر عدد كمتري را نشان مي¬دهد كه نشان¬دهنده بازدهي خوب استفاده از اين نوع شمع در شرايط گسترش جانبي ناشي از روان¬گرايي است.

1401/06/15

Numerical study of finned piles subjected to liquefaction induced lateral spreading

6/22/2023 12:00:00 AM

The liquefaction-induced lateral spreading has been responsible for severe damages on the pile foundation during major earthquakes. Although in recent years many studies have focused on different aspects of this phenomenon, the complicated nature of the dynamic interaction between piles and liquefied soil is not fully understood yet. The present study is about numerically studying the effect of using finned pile as a protection pile in upstream side of a 2*2 circular group pile which is subjected to liquefaction induced lateral spreading by Opensees which is FEM based. For verification of the numerical model, Wilson (1998) centrifuge model is used. The parameters such as, pile head acceleration, pile head displacement, pile moment time history in three depths, and pore water pressure of soil in three depths are verified and afterwards, based on suggested numerical model, the parametric study is conducted on three new models. These models are comprised of a 2*2 group pile as base model and two other models which have a protection pile in circular shape with same geometry of piles in base 2*2 group pile in one, and a finned shape pile with comparable geometry to circular pile in the other, located in upstream side of 2*2 group pile. By comparing the results of these three models, it can be understood that, by using a protection pile, specially finned pile, in upstream side of group pile, some key parameters such as bending moment and lateral displacement in 2*2 group pile are significantly decreased. It is observed that, using finned pile as protection pile has better function than circular pile with comparable geometry which can be due to the limited movement of soil around pile because of the geometry of finned pile. This limitation in soil movement consequently reduces the kinematic forces applied to the pile. Furthermore, a parametric study is conducted on six parameters such as, ground slope, pile stiffnes, relative density of liquefiable soil layer, surcharge on pile, dominant frequency of excitation, and pile head fixity condition. In all presented models in all conditions, pile bending moment and lateral displacement in 2*2 group pile with a protection finned pile in upstream side, is lower than any other models, which provides good efficiency in using this type of pile in liquefaction induced lateral spreading conditions.

گسترش جانبي , اپن سيس , شمع داراي پره , روانگرايي , مطالعه عددي

Lateral Spreading , Opensees , Finned Pile , Liquefaction , Numerical Study

Mir Ali Hosseini

Dr Alireza Saeedi Azizkandi- Dr Habib Shahnazari