تحلیل عددی ظرفیت باربری شمع‌‌های مارپیچی تحت بار کششی مایل در خاک ماسه ای

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: تحلیل عددی ظرفیت باربری شمع‌‌های مارپیچی تحت بار کششی مایل در خاک ماسه ای

ارائه دهنده: Provider: وحیده سوری - رشته عمران

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر مسعود مکارچیان

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر محمد ملکی و دکتر میثم زرین‌فر

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 1401/07/20 ساعت 10 الی 12

مکان ارائه: Place of presentation: دانشکده مهندسی

چکیده: Abstract: شمع‌‌‌ها یا پی‌‌‌های عمیق، ستون‌های نسبتاً لاغری هستند که به‌صورت قائم و یا کمی‌‌ شیبدار به‌عنوان پی سازه‌‌‌ها به‌‌‌کار رفته، به‌طوری که بار سازه‌‌‌های فوقانی را به لایه‌‌‌های مناسب‌تر خاک در اعماق پایین‌تر منتقل می‌‌‌کنند. شمع مارپیچی یکی از انواع شمع‌‌‌ها است که با داشتن محاسن فراوان، استفاده از آن در دهه‌‌‌های اخیر در پروژه مهندسان برای مقاوم‌سازی سازه‌‌‌ها و پشتیبانی تحت بار کششی، فشاری و جانبی گسترش پیدا کرده است شمع مارپیچی (به‌عنوان روش نوینی برای پی‌های عمیق) به‌خاطر داشتن مزایای بیشتر نسبت به شمع معمولی، کاربردهای فراوانی پیدا کرده و استفاده از آن رو به گسترش است. ازجمله کاربردهای آن: استفاده در فونداسیون دکل خطوط انتقال فشار قوی، پایدار‌سازی شیب‌ها، مهار گودها، پایه اسکله‌ها و پل‌ها، پروژه‌های نفت و گاز و خطوط انتقال نیرو است. دراین پژوهش با استفاده نرم‌افزار پلکسیس سه‌بعدی نسخه 2020، رفتار شمع‌های مارپیچی تحت بار کششی مایل در خاک ماسه‎‌ای مدل‌سازی می‌شود و اثر پارامترهای مختلف ازجمله: تغییر فاصله پره‌ها، تغییر خصوصیات لایه‌های خاک، تغییر قطر صفحات مارپیچی و اعمال بار کششی در زوایای مختلف مورد بررسی قرار می‌گیرد. شمع مارپیچی با طول (L) 4 متر و قطر میله مرکزی (d) 15 سانتی‌متر به قطر پره (D) 28، 34 و 40 سانتی‌متر با فاصله بین پره‌ها 1، 5/1، 2، 5/2 و 3 برابر قطر پره به تعداد پره 1، 2 و 3 عدد، تحت زوایای کششی (α)0، 30، 60 و 90 درجه نسبت به محور شمع در خاک ماسه‌ای با دانسیته نسبی 50، 64 و 75 درصد قرار می‌گیرد. با توجه به نتایج آزمایش‌ها، ظرفیت باربری شمع مارپیچی نسبت به شمع ساده در حالت بالارانش افزایش یافت در حالی‌که در حالت جانبی چندان تغییری نداشت به‌دلیل این‌که مشارکت پره مارپیچ کاهش پیدا کرد. افزایش فاصله بین پره‌ها، افزایش ظرفیت بالارانش را به‌همراه دارد؛ اما در بارگذاری مایل افزایش جزئی و گاهی کاهش ظرفیت باربری رخ داد که با افزایش دانسیته نسبی خاک، مقادیر کاهش یا افزایش ظرفیت باربری نیز افزایش پیدا کرد. افزایش دانسیته نسبی با شیب قابل ملاحظه و در زاویه مایل با شیب ملایمی افزایش یافت. با افزایش قطر پره‌ها افزایش ظرفیت باربری بالارانش رخ داد. تعیین ظرفیت باربری براساس روش ده درصد قطر میانگین پره، کمترین ظرفیت باربری در زاویه 30 درجه و بیشترین ظرفیت باربری در زاویه صفر درجه اتفاق افتاد. در تغییر زاویه از 30 درجه به 60 درجه بین 15 تا 88 درصد و از 60 به 90 درجه بین 29 تا 48 درصد، افزایش یافت. درصد افزایش ظرفیت باربری شمع مارپیچ دوپره نسبت به تک‌پره بیشتر از سه‌پره نسبت به دوپره بود.

فایل: ّFile: تنزيل فایل