شمع ها در نرم افزار اباکوس

• شمع ها

امروزه با ارائه­ ی شیوه ­های نوین در علم آمار و کاربرد این روش­ها در علوم مهندسی، تحلیل­های احتمالی در کنار تحلیل­های قطعی محبوبیت یافته ­اند. اطمینان از عملکرد یک سازه بستگی به وضعیت عملکرد شالوده آن دارد. بدیهی است اولین گام موفقیت آمیز در طراحی هر سازه‌ای داشتن اطلاعات لازم و کافی از وضعیت خاک محلی، نشست­ پذیری، مقاوت و عوامل اثر گذار بر آنها است. علم مکانیک­ خاک قطعا در این خصوص اساس و پایه است و قبل از اعمال قوانین آن، لازم است اطلاعات کافی نظیر جنس و خواص مهندسی از زمین محل بدست آید. انتقال بار خاک به المان‌های نسبتا سخت ریزشمع ناشی از عمل قوسی خاک یک مساله پیچیده اندرکنش خاک و سازه می‌باشد. کارآمدی و موثر بودن استفاده از شمع‌ها به مقدار زیادی به مشخصات ریزشمع (اندازه، فواصل و موقعیت) و شرایط خاک بستگی دارد. ملاحظه‌ی مهم دیگر در مورد طراحی ریزشمع‌ها این است که چه درصدی از نیروی منتقل شده به خاک بین ریزشمع‌ها در حالات مختلف به ریزشمع‌های نگه­دارنده منتقل می‌شود. در پایان‌نامه حاضر با مدل‌سازی نمونه‌هایی از سیستم پی – ریزشمع در فضای خاک با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS که دارای المان­های متنوع و قابلیت­ های محاسباتی بالایی بر پایه روش اجزاء محدود می‌باشد،  به بررسی اثر اندرکنش خاک و سازه در ریزشمع با در نظر گرفتن فواصل،طول و قطرهای مختلف بین ریزشمع‌ها و موقعیت ریزشمع‌ها پرداخته شده است. در بخش اول این تحقیق به تشریح مشخصات مکانیکی و تئوری­های مربوط به عملکرد خطی و غیرخطی ریزشمع­ها پرداخته می­شود و اجزای تشکیل­ دهنده ­ی کل مدل توصیف می­ شود. در بخش بعدی به مدل­سازی صحت­ سنجی پژوهش پرداخته می­ شود. بدین منظور از نتایج آزمایش شارما و بوراگوهاین (۲۰۱۳) استفاده می­شود. یکی از نمونه­ها انتخاب شده و در نرم­افزار اجزاء محدود آباکوس مدل می­شود. تقریب منحنی بار جابه­جایی مدل آزمایشگاهی و اجزاء محدود معیار صحت­ سنجی این پژوهش قرار خواهد گرفت و در انتها به مدل­سازی دو حالت آرایش متفاوت از گروه ریزشمع­ها با ۴ حالت مختلف بارگذاری پرداخته می ­شود.

• ریزشمع­ها

به­طور کلی ریزشمع­ها لوله فلزی مشبک با قطر کمتر از ۳۰۰ میلی­متر می­باشد که تا عمق مورد نظر در زمین کوبیده یا حفاری شده سپس عملیات تزریق دوغاب (شامل سیمان، آب و افزودنی­های مختلف) انجام می­گیرد. روش­های خاص حفاری و تزریق که در اجرای ریزشمع­ها مورد استفاده قرار می­گیرند، باعث ایجاد اتصال مقاومتی بین دوغاب و خاک می­گردد و این مسئله موجب افزایش ظرفیت باربری در سطح تماس دوغاب و زمین می­شود. دوغاب تزریق شده بار اعمال شده به ریزشمع را بوسیله اصطکاک از آرماتور و دوغاب به زمین در ناحیه اتصال انتقال می­دهد. با توجه به عمق و جنس زمین دوغاب تحت فشار ۵ تا ۲۵ بار تزریق می­شود. با توجه به مزایای ریزشمع­ها از آن­ها به طور موثر در بهبود خواص مکانیکی خاک، افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست به ویژه در پی سازه­های موجود و مقاوم­سازی آنها استفاده می­شود. مقاومت اصطکاکی ما بین ریزشمع و خاک به عنوان مکانیزم قابل توجه جهت بهبود خواص مکانیکی خاک مطرح می­گردد.

• ریزشمع­ها در ژئوتکنیک

به­طور معمول در مواجه با خاک­های مسئله­ دار نظیر خاک­ها ی سست با قابلیت باربری کم و نشست­ پذیری زیاد، روان گرا و خاک ­های دستی دو راه پیش روی مهندسین ژئوتکنیک قرار دارد:

• استفاده از المان­های باربر در خاک
• بهسازی و اصلاح خواص فیزیکی و مکانیکی خاک

برخی از روش­ها نیز ترکیبی از دو دسته فوق بوده و مزایای هر دو دسته را تا حدودی به همراه دارند. از آن دسته می ­توان به استفاده از ریز­شمع­ ها به همراه تزریق دوغاب سیمان اشاره نمود.  ریز­شمع علاوه بر آنکه به عنوان یک المان باربر و مقاوم در برابر نشست عمل می­ کند، به دلیل تزریق دوغاب سیمان، سبب بهبود مشخصات مکانیکی (مقاومتی و رفتاری) خاک اطراف نیز می ­گردد.

در این بحث کتاب مکانیک خاک کاربردی در نرم افزار اباکوس بسیار یاری کننده است.

جهت دریافت کتاب کلیک کنید.