مطالعه آزمايشگاهي اثر بارگذاري در حالت رفت و برگشت بر شمع هاي پيچشي پره اي درمدل فيزيكي FCV

Laboratory Study of the Helical Piles Behavior Under Reciprocal Loading Via Frustum Confining Vessel (AUT-FCV)

استفاده از شمع‌هاي پيچشي پره‌اي در سالهاي اخير در فونداسيون سازه‌هاي دريايي كه درمعرض امواج رفت و برگشتي آب دريا قرار دارند، رواج زيادي پيدا نموده است. از طرفي به دليل زمان اندك مورد نياز براي نصب در زمين و قابليت بارگذاري بلافاصله بعد از نصب، سرعت احداث فونداسيون و نصب و تسريع در برپايي سازه اصلي مورد توجه خاص قرار گرفته است. در تحقيق حاضر به منظور بررسي رفتارشمع‌هاي پيچشي پره‌‌اي تحت بارگذاري كششي و فشاري‌، سه تيپ شمع پيچشي بصورت تك پره ، دو پره و سه پره، با اقطار 70 و 90 ميليمتر و نسبت فاصله بين پره‌ها به قطر آنها در اندازه‌هاي 1/5 و 3 تحت آزمايش قرار گرفتند. خاك مورد آزمايش ماسه بندر انزلي بوده و با اعمال رطوبت 4 درصد ، در تراكم‌هاي سست و متوسط ارزيابي‌ها صورت گرفتند. فشار كف اعمال شده در دستگاه فشار همه جانبه مخروطي دانشگاه صنعتي اميركبير (FCV-AUT) برابر با 200 كيلوپاسكال بوده است. نتايج نشان داد كه اينگونه شمع‌ها در بارگذاري فشاري و كششي رفتار مناسبي داشته و در اثر بهسازي و افزايش تراكم خاك‌، ظرفيت باربري بطور قابل ملاحظه‌اي افزايش يافت. وليكن رفتار شمع‌هاي پيچشي پره‌اي در اثر توالي بارگذاري فشاري و كششي، رفتار كاهشي داشته است.

Pile foundations are one of the significant marine substructure systems for a variety of offshore and onshore facilities. In recent years, helical piles have become common foundation system for marine structures exposed to the reciprocal seawater waves. Moreover, these foundation systems have received particular attention due to several influential parameters, including the limited required time for installing and the ability to be immediately loaded after installation. However, the methods for estimating their bearing capacity is limited. The present study investigates the behavior of three different helical piles under tensile and compressive loading via Frustum Confining Vessel available at Amirkabir University of Technology (FCV-AUT). The under-study piles were single, double, and triple-helix with diameters of 70 and 90 mm. Double and triple-helix piles are designed with two different spacing to helix diameter ratios of 1.5 and 3. These piles were installed in Bandar Anzali sand regarding two loose and medium densities. The soil was prepared by adding 4% humidity for testing. The applied bottom pressure of FCV-AUT was 200 kPa. The results indicated that the helical pile bearing capacity increased due to soil improvement and densification during the special installation procedure. However, during the reciprocal loading, the tensile capacity of helical piles was reduced.