تعيين ضرايب ظرفيت باربري خاك به كمك اجزاي محدود مبتني بر مدل الاستيك - موهر كولمب

Evaluating the Soil Bearing Capacity Coefficients by Means of a Finite Element Program Based on Elasto - Plastic Mohr - Coulomb Behavior

با استفاده از يك برنامه رايانه‌اي اجزاي محدود به نام Afena، ظرفيت باربري خاك زير پي باريكه‌اي تحت اثر بار قائم محوري مورد بررسي قرار گرفت و مبتني بر مدل رفتاري الاستيك - موهركولمب و براي وضعيتهاي مختلف مشخصات خاك ، ضرايب ظرفيت باربري محاسبه شد. همچنين اثر نوع توزيع بار وارد بر سطح خاك از طرف پي به صورت يكنواخت و نايكنواخت به صورت توزيع سهمي‌، و اثر ابعاد پي و تأثير زاويه اتساع مورد مطالعه قرار گرفت . ضرايب ظرفيت باربري كه از اين مطالعه به دست آمد با بعضي از مطالعات ديگر كه مبتني بر همين معيار انجام گرفته ،‌تطابق قابل قبول دارد ولي نسبت به نتايج بعضي از نظريه‌هاي سابق فاصله دارد و بيشتر به اعداد نظريه‌هاي “ترزاگي” ، “وسيك”، “سوكولفسكي” و تحليل “بري” و “رايد” نزديك است. با وجود اين اگر با افزايش تراكم خاك، ‌افزايش زاويه اتساع خاك در نظر گرفته شود، منحني هاي حاصل از اين مطالعه، به اعداد تحليل هاي ديگر و به نتايج بعضي آزمايشها هم نزديك مي‌شود. از اين مطالعه دو نتيجه كلي زير حاصل شد: اولاً بيان مقادير ضرايب ظرفيت باربري خاك به صورت اعداد بسيار دقيق و منحصر به فرد نمي‌تواند بيانگر واقعيت باشد زير عوامل متعددي ممكن است بر رفتارنهايي خاك تأثير گذار باشند، از اين رو مقادير ضرايب ظرفيت باربري را بايد به صورت متغيري كه در محدوده طيف حداقل تا حداكثر قرار دارد در نظر گرفت. ثانياً باتوجه به اينكه ارقام به دست آمده ، بسيار نزديك به تحليلهاي نظريه است، ‌از اين رو مي‌توان در شرايطي كه براي آنها تحليل مشخصي وجود ندارد (مثل بار مايل، ‌يا نامحوري[21]، يا در شرايط لايه‌اي بودن خاك و شرايط ديگر) بر اساس همين محاسبات رفتار خاك را بررسي كرد.

A finite element program based on elastic –plastic model of Mohr-Coulomb criterion was used to evaluate the bearing capacity coefficients of soil under shallow strip flexible footing . The results were compared with others’ analytical results and it was found that the present study could offer quite consistent and rather precise values for the bearing capacity coefficients . The effect of different parameters such as E , υ, φ ,ψ ,γ , type of mesh idealization ,type of elements ,type of load distribution at the footing base have been examined and some new results obtained and discussed. The main conclusion can be summarized as : that the values of bearing capacity coefficients for any particular amount of friction angle should not be expressed as a single number solely dependent on the friction angle ,but the accurate values must be considered as the values dependent on some other effective parameters , which have been mentioned above .