رفتار کمانشی شمع‌ها در خاک‌های روانگرا

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

شمع‌ها در واقع ستون‌های لاغری هستند که به صورت جانبی متکی به خاک پیرامون خود می‌باشند. شمع‌هایی که از لایه‌های خاک روانگرا عبور می‌کنند، در اثر روانگرایی حاصل از زلزله، تکیه‌گاه جانبی خود را تا حد زیادی از دست می‌دهند. در این حالت شمع می‌تواند همانند ستون حمایت نشده، آمادگی برای ناپایداری محوری داشته باشد. این ناپایداری می‌تواند به کمانش جانبی شمع در جهت ضعیف‌تر و ایجاد مفصل مومسان بیانجامد. در سالیان گذشته موردهای زیادی از گسیختگی پی شمعی پل‌ها و ساختمان‌ها در اثر روانگرایی لایه‌های خاک پس از زلزله گزارش شده که فروریزش سازه‌های متکی به آنها را به همراه داشته است، در حالی که این شمع‌ها بیشتر بر مبنای آیین‌نامه‌های معتبری همچونJRA وNEHRP طراحی شده بودند. بنابراین، به نظر می‌رسد رفتار این گونه شمع‌ها و روش تحلیل آن‌ها به طور کامل شناخته شده نیست. در این پژوهش برای محاسبه ظرفیت کمانشی شمع‌ها در خاک‌های لایه‌ای روانگرا، از کمینه کردن کارمایه گرفته کل به روش عددی با در نظر گرفتن تغییر شکل مناسب برای شمع به روش ریلی- ریتز (Rayleigh-Ritz) استفاده شده است. همچنین با ارائه یک روش کاربردی برای ارزیابی کمانشی شمع‌ها در خاک‌های لایه‌ای، رابطه‌هایی برای محاسبه طول مؤثر شمع در خاک‌های روانگرا ارائه شده که به وسیله آن می‌توان با در اختیار داشتن سختی شمع و خاک و نیز ضخامت لایه روانگرا، نیروی‌کمانشی شمع را به‌دست آورد. این روش برای شمع‌های امتداد یافته که بیشتر در پایه پل‌ها به کار می‌رود نیز به کار می‌رود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Buckling Behavior of Piles in Liquefiable Soils

نویسندگان [English]

  • javad hedayati
  • masoud Soltani Mohammadi
  • mahmod Yazdani
چکیده [English]

In the realistic manner, piles are similar to the slender columns that soil around them acts as a lateral support. The piles situated in the liquefiable soil layers, loss their lateral supports due to the liquefaction resulted from the seismic ground motion. In this case, pile has the potency of axial instability similar to the unsupported columns. This instability can lead to the lateral buckling of the piles in the eak direction and creating the plastic hinges in the pile’s badly. Many failures that acurr in the piles and their supported structures, due to the lique faction of soils after earthquakes has been reported. These piles ere designed based on the credictable codes such as JRA and NEHRP. So it seems that the behavior and analysis methods of piles are still unknown. This research attempts to predict the buckling capacity of the piles in layered liquefiable soils, using a numerical method in which Rayleigh-Ritz approach was employed to minimize total potential energy. Furthermore, a new practical approach has been presented to calculate effective buckling length of pile in liquefiable soils. By the means of this approach the buckling capacity of pile could be obtained while the stiffness of pile and soil are accessible. This method can be also applied to the extended pile shafts in the bridge piers

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pile
  • Buckling
  • Total Potential Energy
  • Liquefiable Soil
  • Effective Length
CAPTCHA Image