مطالعۀ عددي عملكرد شمع‌هاي غير‌متصل به كلاهك و شمع‌هاي معمولي

در اين پژوهش با استفاده از روش اجزاء محدود و به كارگيري نرم افزار ABAQUS/CAE V6.13-1 رفتار شمع هاي متصل و غيرمتصل به كلاهك بررسي شده است و شرايط تنش، نشست و بار در خاك و شمع با يك ديگر مقايسه شده است. در حالت معمول استفاده از شمع ضمن كاهش مقدار بار انتقالي به خاك سطحي، منجر به كاهش نشست مي شود. در حالي كه در شمع هاي متصل به كلاهك در صورت وارد كردن يك لايه تغييرشكل پذير بين دال و سرشمع توزيع فشار يك نواخت تري در قسمت زيرين دال ايجاد مي شود و عكس العمل هاي تكيه گاهي بين دال و سرشمع كاهش مي يابند. در اين بررسي با لحاظ كردن خاك زيرين و لايه مياني به ترتيب از نوع ماسه و ماسه سيليسي وضعيت نشست و تنش در خاك و مقدار بار شمع در حالت هاي تك و گروه شمع، در دو حالت متصل و غيرمتصل به كلاهك بحث و بررسي شده است. نتايج نشان مي دهد با افزايش تعداد شمع، كاهش نشست در حالت متصل بيش تر از حالت غيرمتصل است. هم چنين اصطكاك جداري منفي در شمع هاي غيرمتصل بر خلاف شمع هاي متصل كه در تمام طول شمع وجود دارد، در قسمتي از ميانه طول شمع ايجاد مي شود كه دليل آن نابرابر بودن نشست دال، شمع و خاك سطحي است. نيروي سرشمع ها نيز در حالت متصل بيش تر از حالت غيرمتصل است كه نشان دهندۀ تأثير مثبت اجراي لايۀ مياني در كاهش بار و مقطع طراحي كوچك تر براي شمع است. به طوركلي نتايج بررسي ها نشان مي دهد عملكرد شمع هاي غيرمتصل به كلاهك از نظر نشست و باريري بهتر از نوع شمع هاي متصل است. هم چنين در اين تحقيق بررسي پارامتري در سيستم شمع غيرمتصل براي بهينه يابي ابعادي انجام شد كه در نتيجه آن ضخامت ۱ متر براي لايه مياني، ضخامت ۶/۱ متر براي دال و قطر ۵/۰ متر و طول ۱۹ متر براي شمع به صورت بهينه به دست آمد.