تحقیق ترجمه پی

نشست پی‌های شمع

مقدمه

نسبتاً تا جدیداً پیش‌بینی نشست‌ پی‌های شمع، بر اساس اطلاعات تجربی یا وسایل تحکیمی یک بعدی ساده شده می‌باشد. با پیشرفت تکنیک‌های عددی و شمار افزایش یافته‌ی کامپیوترها، تلاش‌های افزایش یافته برای ساختن تحلیل‌های عقلانی بیشتر از رفتارهای نشست شمع جهت‌یابی شده است. روش‌های نظری در دسترس موجود به طور گسترده به 3 بخش تقسیم می‌شود:

1. روش‌های بر پایه‌ی الاستیته که معادلات میندیک را برای زرسطح به کار می‌گیرند.
2. روش‌های مرحله‌ای صحیح که از روش‌های اندازه‌گیری شده‌ بین مقاومت شمع و حرکت شمع در نقاط مختلف در طول شمع استفاده می‌کند.
3. روش‌های عددی و به ویژه روش‌های عنصر معین.

روش‌ها در اولین طبقه بوسیله چندین محقق برای مثال دی آپولونیا و به ویژه روش‌های عنصر معین. روش‌ها در اولین طبقه بوسیله چندین محقق برای مثال دی آپولونیا و رومالدی توضیح داده شده است (همچنین به وسیله تورمن و دی آپولونیا، سالاس و بلزونس، پولوس و دویس، متس و پولو توضیح داده شد). همه به طور اولیه روی این فرض که خاک به عنوان یک ماده کشسان خطی می‌باشد، بستگی دارد. اگرچه رفتار خاک می‌تواند در تحلیل‌های روش تقریبی درج شود. چنین روش‌هایی همچنین وسایل نسبتاً سریع انجام تحلیل‌های پارامتریک تاثیرات شمع و ویژگی‌های خاک و آماده‌سازی مجموعه‌ای از راه‌حل‌ها را تهیه و ایجاد می‌کند که می‌تواند برای اهداف طرحی استفاده شود. علاوه بر این، نشست گروه‌های شمع می‌تواند بوسیله بسط ساده نسبی تحلیل شمعی تک آنالیز شود.

روش‌های صحیح مرحله‌ای اولین بار بوسیله Reeze, Seed توضیح داده شد و سپس به وسیله کیل و ریز و کیل و سلیمان توسعه پیدا کرد. این روش از اطلاعات انتقالی شمع اندازه‌گیری شده استفاده می‌کند. بنابراین به هیچ فرضی بادرنظر گرفتن طولی بودن رفتار خاک نیاز ندارد. با وجود این فرض می شود که حرکت یک نقطه روی شمع تنها به فشار برشی در نقطه بستگی دارد و غیرمستقل از فشارهای روش شمع می‌باشد. این فرض با آن فرض استفاده شده در تجزیه و تحلیل‌ها که از تئوری عکس‌العملی زیر شیب یا فرضیه winklr استفاده می‌کند، قاب مقایسه می‌باشد.

روش عنصری معین، نیرومندترین روش می‌باشد و عواملی را به عنوان لایه‌بندی خاک و رفتار کششی فشاری غیرخطی خاک را درنظر می‌گیرد. با وجود این، اگر یک شمع تک دارای سختی‌هایی می‌باشد، فقدان تقارن محوری به تحلیل‌های سه بعدی وقت‌گیر نیاز خواهد داشت. علاوه بر این، ارزش‌های صحیح مناسب ویژگی‌های خاک برای داخل، تعیین نمودن آن سخت است. در این بخش، توجه روی روش‌های قابل ارتجاع با استفاده از معادلات Mindlin متمرکز خواهد بود. تلحیل اصلی برای شمع تک به طور جزئی و مفصل توضیح داد خواهد شد و آزمایش صحت راه‌ها انجام خواهد شد که شامل مقایسات با راه‌حل‌های عنصری معین می‌شود. تغییرات تحلیل اصلی برای موارد واقعی که شامل گروه‌های شمع می‌شود، فهرست‌بندی خواهد شد و مجموعه از راه‌حل‌های پارامتریک ارائه خواهد شد. شماری از موارد بعداً بحث خواهد شد که در آن نشست‌های نظری و اندازه‌گیری شده مقایسه می‌شود.

جنبه‌های ژئوتکنیکی مشکل

کمال مطلوب مشکل

در عمومی‌ترین مورد، مهندس ژئوتکنیک برای پیش‌بینی رفتار یک گروه از شمع‌اه که تابع انواع مختلف بارگیری نظیر افقی و عمودی در یک برش عمودی خاکی که از چندین لایه مختلف تشکیل شده است، مورد نیاز می‌باشد. توجه به عکس‌العمل شمع‌های تابع حمل‌های عمودی محدود خواهد شد. برای ساختن آنالیز سیستماتیک رفتار شمع، سودمند می‌باشد که رفتارهای واقعی را به کمال مطلوب برسانیم و ایده‌ال کنیم و آن را به یک مدل ریاضی‌وار کاهش می‌دهد. یک ایده‌آل‌سازی نسبتاً‌ ساده اول سعی می‌شود و زمانی که تجربه با درنظر گرفتن رفتار ریاضی‌وار این مدل ساده به دست آورده می‌شود. ایده‌آل‌سازی می‌تواند به منظور رسیدن به مشکلات واقعی اصلاح شود. ساده‌ترین مشکل که باید درنظر گیریم شمع شناور تک در یک جسم قابل ارتجاع نیمه‌معین، یکنواخت می‌باشد. از این نقطه معین اصلاح‌سازی می‌تواند به منظور ایده‌آل کردن مشکل انجام شود.

همانطور که در شکل نشان داده شده است، ایده‌آل‌سازی متوالی و پی در پی شامل ساخته روی تجزیه تحلیل‌های ایده‌آل‌سازی ساده‌تر می‌باشد.

کمال مطلوب رفتار خاک

برای سادگی از نظر ریاضی، خاک یک ماده قابل ارتجاع مدار جدا در تحلیل اصلی درنظر گرفته می‌شود. پذیرش روش قابل ارتجاع برای تحلیل تقریبی خاک ممکن می‌باشد. به منظور بدست آوردن درک کلی عوامل که بر رفتار نشست شمعی تاثیر دارد، درنظر گرفتن خاک به عنوان داشتن روابط جابجایی فشاری ساده شده که در شکل a2-10 توضیح داده شده است، راحت می‌باشد و شامل روابط خطی بین فشار برشی و جابجایی به یک فشار محدود t_aمی‌باشد. این مدل خاکی برای تولید دوباره‌ی ویژگی‌های رفتار اولیه‌ی شمع‌ها تحت بارگیری محوری پیدا کرده است. اگرچه ارائه اصلاح شده‌ی بیشتری از رفتار کششی فشار خاک ممکن است بعضی از جزئیات پیش‌بینی شده را تغییر دهد و برای تغییر دادن نتایج وسیع داده شده بوسیله مدل ساده‌تر انتظار نمی‌رود.

همانطور که بعداً در این بخش نشان داده می‌شود، تحلیل قابل ارتجاع اغلب راه‌حل مناسبی برای مشکلات عملی می‌تواند ارائه دهد. یک مدل قابل ارتجاع تغییریافته مشابه به طور موفقیت‌آمیز برای آزمایش نشست پس سطحی و کم‌عمق استفاده شده است و بعداً شمع‌های حمل شده به شرط مدل‌های قابل ارتجاع مناسب، می‌تواند برای خاک انتخاب شود. بعضی از مشکلات موجود در انتخاب نظیر مدل در بخش 4-10 توضیح داده می‌شود. مزیت‌های بیشتر استفاده‌ی مدل خاک ساده به ترتیب زیر می‌باشد:

1. نشست‌های ترکیبی و تحکیمی فوری می‌تواند همان‌طور که در بخش 6-3-10 توضیح داده می‌شود، محاسبه شود.
2. مطالعات پارامتریک می‌تواند به آسانی به منظور تعیین عوامل مهم که بر نشست شمع تاثیر می‌گذارد، انجام شود.
3. تجزیه و تحلیل گروه‌هیا شمع بسط ساده‌ای از آنالیز شمع تک می‌باشد.
4. رفتار نسبی نظری انواع مختلف مدلی و زمینه‌ای می‌باشد.

آنالیز و تجیزیه تحلیلی عددی

آنالیز اصلی برای یک شمع تک در مجموع قابل ارتجاع نیمه معین یکنواخت اول درنظر گرفته خواهد شد. تغییرات نسبت به آنالیز اصلی بعداً توضیح داده خواهد شد.

آنالیز برای شمع شناور تک

شمع درنظر گرفته می‌شود که استوانه‌ای باشد به طول L، قطر میله D، قطر پایه D_bو با نیروی محوری p در سطح زمین بارگیری و حمل می‌شود. برای اهداف آنالیز، شمع بوسیله‌ی سیستمی از فشار‌های برشی یکنواخت p در اطراف محیط عمل می‌کند و پایه بوسیله فشار عمودی یکنواخت P_b(شکل 2-10) عمل و اجرا می‌شود. جوانب شمع فرض می‌شود که به طور کامل سخت می‌باشد، اما پایه فرض می‌ود که یکنواخت باشد. خاک به طور اولیه یک فضای نیمه‌ی قابل ارتجاع مدار جدا متشابه در نظر گرفته می‌شود. اگر شرایط درتداخل خاک ـ شمع ارتجاعی باقی بماند و لغزش اتفاق نیافتد، حرکات شمع و خاک مجاور باید مساوی باشد. ارزش‌ها و مقادیر سطح صحیح سیستم فشار P+ و فشار پایه‌ای P_bهمانهایی خواهد بود که این شرایط سازگاری جابجایی را ایفا خواهد کرد. به طور مد ممتد و ایده‌آل، ملاحظات به منظور سازگاری هر دوی جابجایی‌های عمودی و شعاعی باید داده شود و سیستم فشار ن********ی همچنین روی عناصر شمع باید تحمیل شود. با وجود این، این آنالیز کامل‌تر با وضعیت‌های سازگاری اضافی راه‌حل‌هایی ارائه می‌دهد که با آنالیز ساده‌تر که شامل سازگاری جابجایی عمودی می‌باشد، متشابه است (بخش 3-3-10).

جزئیات آنالیز کاملتر در refs (مرجع‌های 12.13) ارائه شده است. یک راه‌حل برای این مقادیر p, p_bو برای جابجایی شمع می‌تواند بوسیله گرفتن عبارات برای جابجایی عمودی شمع و خاک در هر عنصر بر حسب گرفتن فشارهای ناشناخته روی شمع، تحمیل وضعیت سازگاری و حل معادلات نتیجه، به دست آورده شود.

معادلات جابجایی خاک

با درنظر گرفتن عنصر نمونه در شکل 2-10، جابجایی خاک مجاور به شمع در i بر حسب فشار p_jروی عنصر J می‌تواند بیان شود:

که در این معادله I_ijفاکتور جابجایی عمودی برای i نسبت به فشار برشی در عنصر j می‌باشد. جابجایی خاک در i نسبت به همه‌ عناصر n و نسبت به پایه می‌باشد. جایی که I_ibفاکتور جابجایی عمودی برای i نسبت به فشار یکنواخت روی پایا می‌باشد. عبارت مشابهی می‌تواند برای پایه نوشته شود و برای همه عناصر روی توده جابجایی خاک به صورت زیر نوشته می‌شود:

در این معادله {S^p} بردار جابجایی خاک، {P} بردار فشار خاک و {I_s}ⁿ⁺¹ماتریس مربع می‌باشد. ارزیابی عناصر [I_s] بوسیله کامل کردن معادلات mindine برای جابجایی نسبت به یک بار نقطه‌ای درون مجموعه و توده‌ی نیمه معین انجام می‌شود. هندسه‌ی عنصر شمعی استوانه شکل نمونه در شکل 3-10 نشان داده می‌شود. برای نقطه i در ارتفاع میانی عنصر برای محیط شمع، ارزش I_ijبه صورت زیر می‌باشد:

که در آن_pI مساوی فاکتور موثر برای جابجایی عمودی نسبت به بار نقطه‌ی عمودی می‌باشد، مساوی طول عنصر،^L/_n، L مساوی طول کلی شمع، n مساوی شمار عناصر می‌باشد. از معادله mindline،_pI به صورت زیر داده می‌شود:

انتگرال با درنظر گرفتن معادله E_qمی‌تواند به صورت آنالیزی ارزیابی شود، اما این معادله با درنظر گرفتن θ از نظر عددی ارزیابی می‌شود. هندسه پایه شمع در شکل 3-10 نشان داده می‌شود. به منظور اجاره دادن برای این پایه‌ی بزرگ شده، شعاع پایه R_b(D_d/2) که به شعاع میله شمع R=(D/2) فرق دارد، درنظر گرفته می‌شود. برای نقطه روی میله جایی که pI در معادله 5-10 داده می‌شود و برای این مورد:

چون فرمولها و تصاویر به درستی در سایت مشاهده نمیشد بخشی از فایل به صورت pdfدر لینک زیر قرار داده شده

بخشی از تحقیق پی