در این تحقیق ظرفیت باربری سه بعدی پی های مستطیلی در حالت زلزله با به کارگیری روش اجزا مجزا مورد محاسبه قرار گرفته است. برای معرفی مکانیزم شکست خاک زیر پی از گوه های صلب متحرک که در سطح گسیختگی بر روی توده خاک صلب زیرین می لغزند، استفاده شده است. توده خاک در محدوده هندسی تعریف شده برای مکانیزم شکست، از بلوکهای صلب سه بعدی که با فنرهای وینکلر به یکدیگر متصلند، تشکیل یافته است. هندسه مکانیزم شکست خاک زیر پی که با استفاده از شش زاویه مستقل تعریف می شود. از قبل مشخص نبوده و با توجه به شرایط مساله تغییر می یابد. نیروی زلزله به روش شبه استاتیک به توده خاک، سربار و بار پی می تواند اعمال شود.در این مقاله ابتدا فرمولاسیون روش اجزا مجزا در حالت سه بعدی استخراج شده سپس با حل چند مثال با استفاده از نرم افزار تهیه شده توسط مولفین، سعی شده است قابلیت های روش در مقایسه با روشهای تحلیلی دیگر مورد بحث و بررسی قرار گیرد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

کاربرد آزمایش نفوذ مخروط، CPT به جهت اندازه گیری مشخصات و تهیه پروفیل پیوسته خاک و امکان تجهیز آن به ابزارهای مختلف اندازه گیری، توسعه روز افزونی در مطالات و طراحی ژئوتکنیکی یافته است . مشابهت نترومتر به عنوان مدل کوچکی از شمع و تمرکز تحقیقات در این زمینه، موجب شده تا اطلاعات نسبتا محدودی در طراحی های سطحی از نتایج CPT در دسترسی باشد. یک مدل تحلیل استاتیکی بر مبنای مکانیزم گسیختگی کلی از نوع اسپیرال لگاریتمی در پی های سطحی با شمول اثرات ابعاد پی و سرباز اطراف و نیز چگونگی پردازش میانگین و میانگین گیری داده ها، برای تعیین مستقیم ظرفیت باربری با استاده از مقاومت کف پنترومتر،  qc ارائه شده است. پنج روش مستقیم رایج تعیین توان باربری پی های سطحی در منابع ژئوتکنیکی بر مبنای نتایج CPT مورد نقد و بررسی قرار گرفته است. روش پیشنهادی و متدهای مستقیم موجود با دادههای جمع آوری شده در یک بانک اطلاعاتی حاوی 32 مورد نتایج CPT به همراه آزمایش بارگذاری پی های سطحی و نیمه عمیق با ابعاد 3/0 تا 3 متر در پلان و با توان باربری نهایی خاک زیر پی بقرار 7/1 تا  kg/cm2 15کیلوگرم در سانتی متر مربع ارزیابی و مقایسه شده اند. بررس خطاهای نسبی و احتمال تجمعی حاصله نتاجی مطلوب و خوشبینانه ای را برای روش جدید به همراه داشته و می تواند در طراحیهای ژنوتکنیکی مورد ملاحظه قرار گیرد.

دراین مقاله، با استفاده از روش اجزای مجزا (DEM) ، مساله ظرفیت باربری پی های سطحی،مورد برسی قرار گرفته است. در این مدل پی می تواند روی سطح افقی زمین یا در مجاورت سطح شیبدار قرار داده شود. توده خاک، در این روش همانند قطعات مجزای از یکدیگر درنظر گرفته شده ، که با اتصال این قطعات توسط فنرهای وینکلر، سطح گسیختگی مفروض زیر پی، به صورت یکپارچه تشکیل می گردد. معادلات مربوط به این روش با توجه به مدل رفتاری ارتجاعی- خمیری فنرها شرایط تعادل نیروها و لنگرها را کاملا ارضا می کند . سطح گسیختگی زیر پی توسط چهار زاویه مستقل از هم مشخص شده وب ا سعی و خطا، حالت بحرانی ظرفیت باربری پی به دست می آید. در این روش، اثر زلزله توسط اعمال نیروهای شبه استاتیکی قابل ارزیابی است. در این مقاله، برای نشان دادن توانایی های ان روش، مثالهای متعددی در جهت تعیین ضرایب مختلف ظرفیت باربری در قالب نمودار ارائه شده و نتایج حاصله حتی الامکان با روشهای متعارف دیگر ، مقایسه گردیده است. مقاله ها و نتایج ارائه شده ، از اجرای یک برنامه کامپیوتری با نام مخفف BCAP که براساس این روش تهیه شده ، حاصل شده است.

برآورد ظرفیت باربری پی های سطحی همواره مورد نیاز مهندسین بوده است. روش مشخصه های تنش برای حل مسایل ظرفیت باربری پی های مستقر بر فضای نیم بی نهایت به دلیل سادگی، سرعت در انجام محاسبات و عدم نیاز به مش بندی و مدل های رفتاری پیچیده ی خاک، تکنیکی کارآمد و موثر است. در نوشتار حاضر، ابتدا فرمول بندی ریاضی روش خطوط مشخصه ی تنش به اختصار تشریح شده است. نحوه ی به کارگیری آن در ارزیابی ظرفیت باربری پی های زبر و تکنیک های مختلف حل مسیله ی زبری بررسی شده است. سپس، چگونگی در نظر گرفتن یکنواختی یا غیریکنواختی شیب فشار تماس وارد بر کف پی و تاثیر آن بر ضرایب ظرفیت باربری پی ها مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. اثرات ناشی از نحوه ی ملحوظ نمودن زبری به روش های مختلف بر این ضرایب سه گانه با یکدیگر مقایسه شده است. در نهایت، به چالش های جدید و مهم پیش رو در استفاده از روش مشخصه های تنش در بررسی اثرات زبری بر ظرفیت باربری پی پرداخته شده است.