تاثير تغيير گام پره پيچشي بر روي ظرفيت بيرون كشش شمع بوسيله‌ي دستگاه يونيورسال

Effect of pile pitch variation on the uplift capacity using UTM apparatus

استفاده از شمع‌هاي پيچشي چه تاثيري بر بهبود عملكرد در بيرون‌كشش و جابجايي ناشي از كشش خواهد داشت. از ماسه شهريار با دانسيته نسبي 70% استفاده شده و متراكم‌سازي خاك توسط كوبش است. براي انجام كشش از دستگاه يونيورسال Zwick/Roell Z160 استفاده شده است. با توجه به ابعاد دستگاه، ظرف مربوط به آزمايش طراحي شده و با استفاده از تحليل ابعادي و بي‌بعدسازي به روش پي‌باكينگهام، مدل‌سازي فيزيكي شمع پيچشي انجام شده‌است. پس از ساخت نمونه‌ها‌ي آزمايشگاهي با گام‌هاي 13، 20 و 25 ميلي‌متر به بررسي عملكرد رفتار شمع ساده و پيچشي پرداخته شد و تاثير گام بررسي گرديد. حداكثر ظرفيت بيرون‌كشش و جابجايي متناظر با آن استخراج شد و مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه حداكثر ظرفيت بيرون‌كشش شمع پيچشي با گام‌هاي 13، 20 و 25 ميلي‌متر نسبت به شمع معمولي %453.57، %518.66 و %436.24 افزايش دارد. هنگامي كه نسبت گام پره پيچشي به قطر شفت مركزي شمع مابين 1 تا 1.5 است، ظرفيت بيرون‌كشش بواسطه‌ي اصطكاك ايجاد شده و وزن ماسه بر روي پره به عنوان عامل مقاوم بهبود مي‌يابد. با افزايش نسبت S/d به 1.92 ميزان پيچ خوردگي پره افزايش مي‌يابد و از عامل مقاوم وزن ماسه بر روي پره‌ها كاسته مي‌شود؛ به‌اين‌ترتيب ظرفيت بيرون‌كشش نسبت به دو حالت قبلي كاهش مي‌يابد. در شمع معمولي بدليل نبود پره پيچشي جابجايي متناظر با حداكثر نيروي بيرون‌كشش كمتري نسبت به شمع پيجشي رخ داد. نتايج نشان مي‌دهد كه جابجايي شمع‌هاي پيچشي تقريباً با يكديگر برابرند.

This article addresses the question of how the use of helical piles will improve the uplift capacity and displacement. Shahriar sand has been used with the relative density of 70% and the compression operation has been performed using hammering. The universal Zwick/Roell Z160 apparatus has been employed for tensile. With regard to the dimensions of the apparatus, the sand container was designed and physical modeling of the helical pile has carried out using dimensional analysis and nondimensionalization by Buckingham π theorem. After fabricating of the pile sample with pitch of 13, 20 and 25 mm, the behavior of simple and helical piles were investigated and the effect of pitch was examined. The maximum uplift capacity and its associated displacement were extracted and analyzed. The results show that the maximum uplift capacity of helical piles with pitch of 13, 20 and 25 mm in comparison with the simple pile increased 453.57%, 518.66% and 436.24%, respectively. When the ratio of the pitch/central shaft diameter is between 1 and 1.5, the tensile capacity is improved by the generated friction and the weight of sand on the blade as a resisting factor. By increasing the ratio of S/d to 1.92 the blade torsional angle increases and the sand weight on the blades decreases. Therefore, the uplift capacity is reduced compared to the previous two. The outputs show that the displacements of helical piles are approximately equal.