بررسی اندرکنش خاک و سازه های مدفون در خاک با استفاده از مدلسازی بر اساس تحلیل المان محدود

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی سازه، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 دانشیار، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

امروزه اهمیت بررسی اثر خاک روی رفتار سازه های مدفون یا در تماس با خاک همچون  فونداسیون ها، شمع ها و دیوارهای حایل و سایر سازه های مشابه به حدی است که لحاظ نکردن اثر اندرکنش خاک و سازه از نگاه مهندسی می تواند منجر به حصول نتایج محاسباتی مغایر با واقعیت شود. در این مقاله تلاش شده مدل سازی اندرکنش خاک و سازه با استفاده از تحلیل المان محدود توسط نرم افزار  Abaqusانجام شود و نتایج حاصل از این مدل سازی در زمینه های تنش های قائم ایجاد شده در سازه و خاک، فشار آب حفره ای در دو حالت زهکشی شده و زهکشی نشده، تراز آب زیر زمینی و نحوه عملکرد سازه (شمع) در تماس با خاک، ارائه گردد. خلاصه نتایج حاکی از آن است که تاثیر فشار آب منفذی در تمام بخش های شمع یکسان نیست و مقادیر افزایش فشار منفذی المان های بالایی خاک نسبت به المان های نزدیک به نوک شمع بسیار کمتر است و علاوه بر این ثابت می شود که مقدارمیانگین تنش برای کف شمع در حدود یک سوم مقدار میانگین تنش قائم در بالای شمع است و حدود 70% باربری شمع مربوط به اصطکاک سطح تماس جدار شمع با خاک است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical investigation of soil and buried structures using finite element analysis

نویسندگان [English]

  • Meysam Shirzad Shahrivar 1
  • Amin Gholi Zadeh 2
1 MSc, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
2 Associate Professor, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
چکیده [English]

Today the important of studying soil effect on behavior of soil  contacted structures such as foundations, piles,  retaining wall and other similar structures is so much that neglecting of soil-structure interaction effect can cause to untrue results. In this paper soil-structure interaction simulation was done by using Finite element method analysis with ABAQUS version 6.13-14.The results has been presented based on pile function in contact with soil, vertical stresses in soil and structures, pore pressure in drained and undrained condition and underground water level.Final conclusions revealed that pore pressure effect is not uniform on all parts of pile and amount of pore pressure increment in top elements is lower than down elements of  pile.Further it was proven that average amount of vertical stress on end of pile is    of this stress on top of the pile. thus it was concluded that 70% of pile bearing capacity is depend on friction of soil and pile contact surface.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil and structures interaction
  • Finite element analysis using Abaqus software
  • pile bearing capacity
  • underground water level
  • Pore water pressure

[1] Gennaro. V.D and Frank. R. (2002), “Elasto-plastic analysis of the intraface behaviour between granular media and structure”, Computers and Geotecnics, Vol. 29:547-572.

[2]  Muni Budhu ,Advenced Soil Mechanics , third Edition

[3] Poulos HG, Davies EH. (1968). The settlement behavior of single axially loaded incompressible piles and pires. Geotecnique, 18:351-71.

[4] Shahbazi, Reza. Yekrangnia, Mohammad. (1393). ABAQUS applied manual with examples for civil engineering. Publication of Science in Civil Engineering.

[5] Roscoe, K. H. and Burland, J. B. (1968). On the generalised stress-strain behaviour of “wet” clay. Engineering plasticity, 33, pp 535-609

[6] Braja M.Das, Advanced Soil Mechanics. Third Edition.

[7]  Dun-hua Lu.  Shu-jun Cui. (2010). Computer modeling for pile–soil response under the horizontal head load. 2nd International Conference on Computer Engineering and Technology, V7:168-172.

[8] Westegaard H. M. Water pressure on dams during earthquakes. Transction ASCE, Vol 98, pp 418-472, 1993.