بررسی تاثیر مشخصات هندسی لایه روانگرا در رفتار پی‌های شمعی

نویسندگان
1 دانشیار / هیئت علمی
2 دانشجو دکتری
3 استادیار/ هیئت علمی
چکیده
جابه­جایی­های ناشی از روانگرایی باعث خسارت­های عمده­ای به زیرساخت­ها، مانند ساختمان­ها، پل­ها، لوله­های مدفون و ... می‌شود. وقتی سطح زمین دارای شیب باشد امکان وقوع پدیده گسترش جانبی در خاک­های روانگرا وجود دارد که باعث جابه­جایی­هایی تا حد چند متر نیز می­شود. با توجه به کاربرد وسیع پی­های شمعی، ایمنی شمع­ها در زمان زلزله از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. مطالعات پس از وقوع زلزله در خاک روانگرا نشان داده است که هم نیروی ناشی از سازه و هم اندرکنش سینماتیکی بین شمع و خاک نقش مهمی در رفتار مکانیکی شمع­ها دارد، در نتیجه باید تحلیل براساس اندرکنش شمع – خاک – سازه صورت گیرد. در این پژوهش از روش تفاضل محدود (FDM)، برای بررسی تأثیر ضخامت لایه روانگرا، شیب لایه روانگرا و تراز آب زیرزمینی بر پی­های شمعی استفاده شده است. نتیجه آن است که با افزایش شیب لایه روانگرا، لنگر خمشی ماکزیمم، افزایش می­یابد ولی شیب این نمودارها در ترازهای آب پایین (نزدیک به سطح زمین) بیشتر است. این نوع رفتار در نیروی برشی ایجاد شده در شمع­ها نیز مشاهده شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Investigation of effect of the liquefiable layer geometry in behavior of pile Foundations

نویسندگان English

Ali Komak panah 1
Komeil Khakpour 2
Mohammad norooz Olyaei 3
چکیده English

Lateral ground displacement due to liquefaction causing damages to major infrastructures like buildings, bridges, pipe, shore line utilities etc. When the surface slope is mild, a common mode of failure is lateral spreading with surface displacements that can exceed several meters. Considering the widespread use of pile foundations, their safety in the occurrence of earthquake has a special importance. Studies after the earthquake have shown that both the force due to structure and the Kinematics interaction between the pile foundations and the soil play an important role in mechanical behavior of piles. Since the effect of the superstructure on the pile-soil interaction analysis is significant; the analysis should be done based on the interaction axis of pile-soil-structure. In this study, finite difference method (FDM) has been used to investigate the effect of the thickness of liquefied layer, slope of liquefied layers and the underground water level on behavior of pile foundations. Results indicate that with an increase in the slope of liquefied layers, the maximum bending moment raises but the slope of this graph for low underground water level (near the surface) is higher. This type of behavior also is observed in the shear force created in the pile foundation.

کلیدواژه‌ها English

Pile
Liquefied soil
Finite Difference
Dynamic Analysis
Pile and soil interaction
  1. 1. Sarat Kumar Das, “Prediction of Lateral displacement of liquefaction induced Ground using extreme learning ”. Fifth International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics, [2010].


    2. Abdoun, T., Dobry, R., O’Rourke, T.D. & Goh, S.H. “Pile response to lateral spreads: centrifuge modeling”, J.Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, [2003], Vol. 129,No. 10, pp 869-878.


    3. Brandenberg, S.J., Boulanger, R.W., Kutter, B.L. & Chang, D. “ Behaviour of pile foundations in laterally spreading ground during centrifuge tests”, J. Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, [2005], Vol. 131, No. 11, pp 1378-1391.


    4. Knappett, J.A. & Madabhushi, S.P.G. “Influence of axial load on leteral pile response in liquefiable soils. Part I: physical modelling”, Geotechnique, [2009], Vol 59, No. 7, pp 571 – 581.


    5. Hamada, M. “Large ground deformations and their effects on lifelines: 1964 Niigata arthquake”, Case Studies of Liquefaction and Lifeline Performance during Past Earthquakes: Japanese Case Studies, Technical Report NCEER-92-0001, State University of New York at Buffalo, [1992], Vol. 1, 3:1-123.


    6. Brandenberg, Scptt J. “Demand fragility surfaces for bridges in liquefied and laterally spreading ground” , PEER-2011/01, Berkeley: Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER) [2011].



    1. رحمانی امین، "تحلیل رفتار دینامیکی شمع­ها در خاک­های مستعد روانگرایی"،  پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف.:1388

    2. شهیر هادی، "بهینه­یابی بهسازی تراکمی خاک ماسه­ای اشباع تحت اثر زلزله براساس سطوح عملکرد شالوده سطحی"، رساله دکترا، دانشگاه صنعتی شریف.:1388 .


    9. Finn, W.D.L., Lee, W. and Martin, G.R., , “An Effective Stress Model for Liquefaction,” J.Geotech., Div. ASCE, [1977],GT 6-517~533.



    1. Byrne, P., “A Cyclic Shear-Volume Coupling and Pore-Pressure Model for Sand,” In Proceeding of Second International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics, [1991], pp 1~24, 47~55.


    Manual of FLAC, Ver.5.0, “Dynamic Analysis” Itasca Consulting Group Inc,