بررسي رفتار بار- جابجايي شمع مارپيچ در ماسه مرطوب و اشباع با استفاده از دستگاه فشار مخروطي همه جانبه

امروزه با توجه به كاهش يافتن منابع نفت و گاز در خشكي و افزايش روز افزون ساخت و ساز در مناطق ساحلي، استفاده از پي‌هاي عميق براي تامين پايداري سكوهاي نفتي و تاسيسات در نواحي ساحلي رو به افزايش مي‌باشد. شمع مارپيچ يكي از انواع پي‌هاي عميق مي‌باشد كه به واسطه‌ي مزاياي خود، مورد توجه بسياري از پژوهشگران قرار گرفته است. يكي از پركاربردترين روش‌هاي ارزيابي عملكرد شمع‌ها، استفاده از مدلسازي فيزيكي مي‌باشد كه از نظر زمان، هزينه و قابليت تكرارپذيري نسبت به انجام آزمايش‌هاي برجا، اولويت دارد. دستگاه فشار مخروطي همه جانبه (FCV) يكي از موثرترين روش‌هاي مدلسازي فيزيكي انواع شمع‌ها مي‌باشد. اين دستگاه شكل مخروطي داشته و با اعمال فشار از كف و به واسطه‌ي جداره مخروطي خود، توزيع تنش خطي مشابه با واقعيت در راستاي محور دستگاه ايجاد مي‌نمايد. در نتيجه با اعمال هر فشار از كف، عمق مشخصي از خاك در نمونه‌ي درون دستگاه FCV مدلسازي مي‌گردد. در اين پژوهش ابتدا دستگاه FCV با ابعادي بهينه و با قابليت اشباع شدن نمونه طراحي و ساخته شد. اين دستگاه تا زمان نگارش اين مقاله تنها دستگاهي است كه توانايي مدلسازي فيزيكي شمع در شرايط اشباع را دارا مي‌باشد. پس از كسب اطمينان از كارايي اين دستگاه، رفتار بار-جابجايي شمع مارپيچ تك پره و سه پره در تراكم‌هاي گوناگون و در شرايط مرطوب و اشباع مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد افزايش تراكم، درگيري خاك و پره را افزايش داده و ظرفيت باربري شمع مارپيچ افزايش مي‌يابد. از طرف ديگر با اشباع شدن نمونه ظرفيت باربري شمع كاهش چشمگيري مي‌يابد. همچنين افزايش تعداد پره ظرفيت باربري شمع را افزايش مي‌دهد.