پی های عمیق عموما برای تحمل بارهای فشاری سنگین و انتقال بار از سطوح ضعیف خاک به لایه های عمیق و مقاوم تر زمین استفاده می شوند. باتوجه به افزایش ضرورت ساخت سازه هایی نظیر برج های انتقال نیرو و دودکش های بزرگ که علاوه بر تحمل بارهای فشاری سنگینی، در معرض نیروهای بالارانش قایم و مایل بزرگی همچون بارهای باد و زلزله نیز قرار دارند، محققین به دنبال بررسی راه حل هایی برای مقابله با این نیروها هستند. استفاده از شمع ها به عنوان مهار جهت مقابله با بارهای کششی مایل و قایم، باعث گسترش مطالعه رفتار کششی و بررسی عوامل مختلف موثر بر ظرفیت بالارانش شمع ها، در سالیان گذشته شده است. در این پژوهش توسط دستگاه ساخته شده در دانشگاه بوعلی سینا، مطالعه آزمایشگاهی رفتار مدل های شمع ساده و پافیلی واقع بر بستر خاک ماسه ای با دانسیته نسبی 60%، تحت بار های کششی انجام گرفته و اثر پارامتر های مختلف شامل زاویه اعمال بار و نسبت قطر پافیلی به قطر شمع بر رفتار بار-جابه جایی مطالعه شد. مدل های شمع با زوایای صفر (قایم)، 30، 60 و 90 درجه (افقی)، نسبت به محور شمع تحت کشش قرار گرفته و سپس پاسخ بار-جابه جایی به دست آمد. بر پایه نتایج تحقیق، مقادیر زوایای بحرانی بارهای کششی مایل تحت پارامترهای مختلف که به ازای آن حداکثر ظرفیت باربری شمع تحت بار کششی حاصل می شود، تعیین شد؛ زاویه بحرانی متناظر با حداکثر ظرفیت کششی، 60 درجه به دست آمد. تحلیل نتایج مطالعه نشان داد که ظرفیت باربری قایم نهایی شمع پافیلی نسبت به شمع ساده و همچنین با افزایش قطر قسمت پافیلی شمع، به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

گروه شمع،‏ به طور گسترده در سازه های دریایی مورد استفاده قرار می گیرد. بارهای وارد بر این سازه ها به دو گروه اصلی بارهای قائم و جانبی تقسیم می شوند. استفاده از شمع های قائم برای تحمل بارهای قائم،‏ مورد توافق همه محققان می باشد. ولی برای استفاده از شمع های مایل تردید وجود دارد. عده ای از دانشمندان استفاده از شمع مایل را برای مقابله با بارهای جانبی توصیه می کنند در حالی که عده ای دیگر فقط به استفاده از ظرفیت باربری جانبی شمع های قائم اعتقاد دارند. شمع مایل در گروه شمع رفتار و عملکرد دوگانه ای دارد: با استفاده از شمع مایل،‏ از یک طرف تغییر مکان جانبی گروه شمع و عرشه بر اثر بارهای جانبی کاهش می یابد و از طرف دیگر تمرکز تنش زیادی در محل اتصال این شمع به سرشمع به وجود می آید. بنابراین درک صحیح رفتار شمع های مایل و قائم از اهمیت بالایی برخوردار است. تحقیق حاضر بر اساس روش عددی تفاضل های محدود استوار است. خاک به صورت محیط پیوسته و با مدل رفتاری موهر - کولمب در نظر گرفته شده و شمع ها و سرشمع از جنس بتن و با مدل رفتاری الاستیک فرض شده اند. برای صحت سنجی تحلیل ها،‏ بین نتایج به دست آمده از مدل سازی عددی و نتایج حاصل از آزمایش های بارگذاری شمع و فرمول های تجربی موجود مقایسه صورت گرفته است.

شمع ها ضمن مشارکت در باربری پی-شمع، نشست را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهند. در این پژوهش با مدلسازی سه بعدی پی-شمع ها در نرم افزار اجزا محدود PLAXIS 3-D Foundation در دو نوع خاک رس متوسط و ماسه متراکم، تاثیر چیدمان شمع ها و شکل رادیه بر عملکرد مجموعه پی مطالعه شد. نتایج مدل ها مشخص کرد که در دو پی همجوار و متقارن در ماسه که تحت بارگذاری یکنواخت هستند با انتقال شمع های گوشه ای و جایگذاری شمع های بلندتر در نزدیکی محور تقارن بین آنها، می توان نشست و دوران پی را بیش از 50 درصد کاهش داد. همچنین برای پی های مربعی با نشست کلی 154 میلی متر در دو نوع خاک رسی و ماسه ای، اثر چیدمان های مختلف شمع بررسی شد. بر اساس نتایج عددی، در خاک رسی با چینش شمع های بلندتر در مرکز پی و در خاک ماسه ای با تمرکز شمع ها در هسته مرکزی پی، بیش ترین کاهش نشست حاصل می شود. در مدل ها حجم شمع ها باهم مساوی است.

نوع اتصال شمع به کلاهک در پیهای شمعی که به صورت گروهی مورد استفاده قرار میگیرند از جمله موضوعاتی است که در مهندسی ژیوتکنیک همواره مطرح و از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده است. در این مقاله، مقایسه بین رفتار گروه شمع با دو نوع اتصال شمع به کلاهک گیردار و مفصلی صورت گرفته و پاسخ لرزه ای گروه شمع با خروجی هایی از جمله نیروی برشی، نیروی محوری، جابجایی قایم، جابجایی افقی وگشتاور خمشی در طول شمع سنجیده شده است. برای این منظور تحلیل سه بعدی دینامیکی تحت بار دینامیکی زلزله در نرم افزار اجزای محدود انسیس سه بعدی استفاده شده و نتایج حاصله با یکدیگر مقایسه شده است. در نهایت مقایسه رفتار گروه شمع در دو حالت بررسی شده نشان میدهد اتصال مفصلی برای حداقل نمودن تغییرمکان قایم شرایط بهینه را ایجاد کرده و اتصال گیردار برای حداقل نمودن نیروی برشی و محوری و لنگر خمشی مناسب است.

امروزه استفاده از گروه شمع ها به منظور انتقال بار سازه به لایه های سخت خاک یا سنگ، این سازه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بنابراین هرگونه آسیب به گروه شمع می تواند منجر به خطرات جبران ناپذیری شود. از سوی دیگر، اهمیت بارگذاری انفجاری و توسعه سیستم های پدافند غیرعامل، اتخاذ تدابیر لازم در خصوص اثرات ناشی از بارگذاری انفجار بر گروه شمع ها بیش از پیش ضروری است. یکی از پارامترهای مهم و اثرگذار در گروه شمع، فواصل بین شمع ها در گروه شمع است که در این تحقیق سعی گردیده است که اثرات فاصله بین شمع ها در گروه شمع تحت بارگذاری انفجار، مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق تحلیل عددی گروه شمع، با استفاده از نرم افزار آباکوس و به وسیله روش کوپل اویلری-لاگرانژی (CEL)، انجام شده است. با توجه به نتایج اتخاذ شده مشخص گردید که افزایش فاصله عرضی یا طولی شمع ها در گروه شمع، موجب بهبودی وضعیت گروه شمع در برابر بارگذاری انفجار خواهد شد.

دراسنا یا درخت اژدهای ماداگاسکار (Dracaena marginata Ait.) و پافیلی یا لیندا (Beaucarnea recurvata Lem.) از گیاهان مهم گلدانی برگ زینتی در ایران و جهان هستند. بسترهای مناسب مهم ترین نهاده برای پرورش گیاهان گلدانی است. به منظور کاربرد ضایعات کشاورزی یا صنعتی و ارزیابی تاثیر آن بر رشد گیاه گلدانی دراسنا و پافیلی آزمایشی با 11 تیمار در چهار تکرار اجرا شد. نتایج نشان داد که بسترهای حاوی 50 درصد پوست درخت و 50 درصد ضایعات چای، 50 یا 80 درصد ضایعات چای و 50 یا 20 درصد پرلیت (به ترتیب) و 67 درصد خاکبرگ +33 درصد ضایعات چای (بستر تولید کنندگان) بیشترین اثر را در تعداد برگ تولید شده و افزایش ارتفاع گیاه یا قطر غده دراسنا و پافیلی داشتند. بسترهای حاوی 80 درصد پوست درخت و 20 درصد کمپوست شهری و 80 درصد ضایعات چای و 20 درصد پوست برنج بر تعداد برگ تولید شده و افزایش قطر غده گیاه پافیلی تاثیر خوبی را نشان دادند. نتایج این بررسی نشان داد که کمپوست شهری با درصد حجمی کم می تواند برای پرورش گیاهان گلدانی متحمل به هدایت الکتریکی تقریبا بالا (5mS/cm) استفاده شود. دراسنا و پافیلی در بسترهای مناسب، تهیه شده از ضایعات کشاورزی یا صنعتی در این آزمایش، رشد مطلوب تری از بسترهای تجارتی به ترتیب حاوی 50 یا 80 درصد پیت+50 دردص یا 20 درصد پرلیت داشتند.

در سازه های مهندسی و ساختمان های بزرگ به دلیل تنش زیاد ناشی از بار سازه و یا ظرفیت باربری ناکافی خاک، استفاده از شمع در زیر پی سطحی توصیه می گردد. رفتار شمع ها در بارگذاری های مختلف به خصوص بارگذاری لرزه ای یک مسیله مهم است که توسط محققین مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است. شمع ها به صورت تک شمع یا گروه شمع می توانند مورد استفاده قرار گیرند و رفتار آنها در خصوص انتقال نیروی و جابجایی مورد ارزیابی قرار گیرد. از اینرو در این تحقیق به بررسی و مقایسه رفتار تک شمع و گروه شمع معادل آن (به لحاظ میزان آرماتور، حجم بتن ریزی با تک شمع برابر است) پرداخته شده است. در این بررسی تک شمع و گروه شمع تحت اثر بارگذاری قایم یکسانی قرار گرفته اند و سپس نیروی دینامیکی سه زلزله طبس، بم و لوماپریتا بر آنها اعمال گردیده است. سپس نشست، جابجایی و نیروهای ایجاد شده در آنها با هم مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد نشست گروه شمع در مقابل تک شمع در حدود 30 درصد کاهش می یابد، اما نسبت نیروی برشی در آنها تقریبا برابر یک می باشد.