31923

بررسي اندركش بين پي شمع هاي متصل و منفصل با گسلش معكوس

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران گرايش ژئوتكنيك (خاك و پي)

1400

1403/06/25

دكتر عليرضا سعيدي عزيزكندي

-

عمران

گسلش پديده اي است كه در زمان وقوع زمين لرزه به سبب جابجايي نسبي در دو طرف گسل رخ مي¬دهد كه اين پديده مي¬تواند براي پايداري سازه و به¬تبع آن ايمني جاني ساكنان بسيار خطرناك باشد. لذا لازم است با استفاده از تمهيدات مهندسي براي كاهش خطر احتمالي ناشي از گسلش، اقداماتي صورت پذيرد. يكي از اين راهكارها استفاده از سيستم پي-شمع مي¬باشد. در چند دهه اخير مهندسين دريافتند كه استفاده از گروه هاي شمع در حالتي كه فونداسيون با خاك در تماس باشد علاوه بر حفظ ايمني و عملكرد پي از نظر اقتصادي نيز به صرفه مي باشد. در اين سيستم هم از ظرفيت پي و هم از ظرفيت شمع ها به نحو مناسب تري استفاده مي¬شوند. در سال هاي اخير استفاده از سيستم شمع منفصل به عنوان يك رويكرد جديد در عرصه مهندسي ژئوتكنيك مورد توجه جدي محققين قرار گرفته است. در اين سيستم پي سازي براي بهبود مكانيسم انتقال بار از فونداسيون به خاك بستر از يك لايه مياني در بين فونداسيون و شمع ها شامل خاك هاي درشت دانه متراكم استفاده مي شود . اين تحقيق با استفاده از مدلسازي عددي به روش المان محدود با نرم افزار آباكوس سيستم پي-شمع تحت گسلش معكوس، انجام شده است. پس از صحت سنجي و آناليز حساسيت به مش، مطالعه پارامتريك صورت گرفت. اثرات منفصل و متصل بودن سيستم پي- شمع، تعداد شمع¬ها ، زاويه گسلش، پي بدون حضور شمع و مدول الاستيك بالشتك شني بر روي دوران پي و لنگر خمشي حداكثر در طول شمع¬ها مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه ميزان حداكثر لنگر خمشي در رديف 1و2 در گروه شمع 4 تايي در حالت متصل و منفصل نسبت به رديف شمع¬هاي 3 و 4 به ترتيب حدودا 60 و 5 درصد بيشتر بوده است. حداكثر لنگر خمشي در گروه¬شمع¬هاي منفصل حدوداً 20 درصد كمتر از مدل¬هاي مشابه در گروه¬شمع¬هاي متصل شده است. ميزان دوران نهايي پي در گروه شمع¬هاي منفصل بيشتر از گروه شمع¬هاي متصل شده است كه در گروه شمع¬4 تايي و 9 تايي به ترتيب حدوداً 233% و 23% شده است. همچنين با انفصال شمع¬ها از فونداسيون نسبت به حالت متصل در مدل¬هايي با زاويه گسلش 45، 60 و 75 درجه، كاهش مقدار لنگر خمشي حداكثر به ترتيب در حدود 52%، 10% و 12 درصد شده است. درحالت كلي به نظر مي¬رسد كه با افزايش ميزان زاويه گسلش، مقدار دوران نهايي فونداسيون در هر دو نوع مدل متصل و منفصل، افزايش خواهد يافت. همچنين نتايج نشان داد كه مقدار مدول الاستيك بالشتك شني اثري بر رفتار و ميزان لنگرخمشي شمع¬ها و دوران پي ندارد.

1403/11/03

Investigation of interaction of connected and non-connected pile foundations with reverse faulting

9/15/2025 12:00:00 AM

Faulting is a phenomenon that occurs during an earthquake due to relative displacement on both sides of the fault, which can be very dangerous for the stability of the structure and consequently the safety of the residents. Therefore, it is necessary to take measures by using engineering measures to reduce the possible risk of failure. One of these solutions is to use the pile-raft system. In the last few decades, engineers realized that the use of pile groups when the foundation is in contact with the soil is economical in addition to maintaining the safety and performance of the foundation. In this system, both the capacity of the foundation and the capacity of the piles are used more appropriately. In recent years, the use of non-connected pile system as a new approach in the field of geotechnical engineering has received serious attention from researchers. In this foundation system, to improve the load transfer mechanism from the foundation to the bed soil, an intermediate layer is used between the foundation and the piles, including dense coarse-grained soils. This research has been done using numerical modeling using finite element method with Abaqus software of pile-raft system under reverse faulting. After validation and analysis of mesh sensitivity, a parametric study was conducted. The effects of non-connected and connected pile-raft system, the number of piles, the angle of faulting and the elastic modulus of the gravel cushion on the rotation of the foundation and the maximum bending moment along the length of the piles were investigated. The results showed that the amount of maximum bending moment in rows 1 and 2 in the group of 4 piles in the connected and non-connected state was about 60% and 5% higher than rows of piles 3 and 4, respectively. The maximum bending moment in the group of non-connected piles is about 20% less than the similar models in the group of connected piles. The amount of the final rotation of the foundation in the group of non-connected piles is more than the group of connected piles, which is about 233% and 23% in the group of 4 piles and 9 piles, respectively. Also, by non-connecting the piles from the foundation compared to the connected state, in models with 45, 60 and 75 degrees fault angle, the maximum bending moment has been reduced by 52%, 10% and 12%, respectively. In general, it seems that with the increase of the fault angle, the final rotation value of the foundation will increase in both types of connected and non-connected models. Also, the results showed that the amount of elastic modulus of the gravel cushion has no effect on the behavior and amount of piles bending moments and foundation rotation.

مدلسازي عددي , سيستم پي- شمع , منفصل و متصل , گسلش معكوس , گروه شمع

Numerical modeling , Pile- Raft system , non-connected and connected , reverse faulting , pile group

sahar ghaffari

Dr. Alireza Saeedi Azizkandi