اثر نصب بر رفتار سیکلیک بلندمدت شمع‌ها در خاک ماسه: مطالعه عددی
پیش‌بینی دقیق و قابل‌اعتماد تغییرشکل‌های بلندمدت فونداسیون‌های شمع‌دار تحت بارگذاری سیکلیک شدید، یکی از حوزه‌های مهم در مطالعات مهندسی ژئوتکنیک است. این موضوع به‌ویژه برای فونداسیون‌های توربین‌های بادی فراساحلی از اهمیت بالایی برخوردار است. تاکنون، مطالعات عددی متعددی روی رفتار سیکلیک بلندمدت شمع‌ها انجام شده است، اما اثرات فرآیند نصب شمع در این تحقیقات به‌صورت دقیق در نظر گرفته نشده است.
در این مطالعه، اثرات نصب شمع با استفاده از دو تکنیک متفاوت (کوبشی و غیرکوبشی) و بهره‌گیری از یک رویکرد اویلرین-لاگرانژی همراه با مدل مصالح هایپوپلاستیک بررسی شده است. همچنین، شرایط مختلف خاک (کاملاً زهکشی‌شده و نیمه‌زهکشی‌شده) در تحلیل‌ها لحاظ شده‌اند. سپس، پاسخ شمع تحت بارگذاری سیکلیک شدید با بیش از پنج میلیون سیکل بارگذاری با استفاده از یک مدل تجمعی سیکل بالا مطالعه شده است.
یافته‌های کلیدی:
- در شمع‌های درجا، مدل‌سازی فرآیند نصب در خاک با تراکم متوسط باعث کاهش تغییرشکل‌های دائمی شد، درحالی‌که در خاک متراکم اولیه، نتایج عکس مشاهده شد.
- افزایش تعداد سیکل‌های بارگذاری باعث کاهش اثرات نصب شد، زیرا توزیع تنش مؤثر و دانسیته در خاک اطراف شمع به تعادل رسید.
- شمع‌های تحت بارگذاری قائم نسبت به شمع‌های تحت بارگذاری افقی، اثرپذیری بیشتری از فرآیند نصب نشان دادند.
- در حالت خاک متراکم اولیه، اثرات نصب در مقایسه با خاک با تراکم متوسط اولیه کمتر بود.
این مطالعه نشان می‌دهد که مدل‌سازی شمع‌های درجا ممکن است تغییرشکل‌های دائمی را در خاک با دانسیته متوسط اولیه بیش از واقع تخمین بزند، اما در خاک متراکم اولیه، این تغییرشکل‌ها دست‌کم گرفته می‌شوند.
شکل 1: تصویر دانسیته نسبی میدانی بعد از پنج میلیون بارگذاری سیکلیک برای اثر شمع های کوبشی و درجا
شکل 2 :دامنه کرنش میدانی برای اثر شمع های درجا و کوبشی برای دانسیته های متفاوت اولیه
درج دیدگاه