مدلسازی گروه شمع در سکوهای دریایی

سکوهای دریایی به منظور استحصال نفت و گاز و بعضاً اهداف نظامی مورد استفاده قرار می گیرند. پایداری ‏این سکوها به وسیله نصب شمع های عمیق تامین می شود که غالباً به صورت گروهی استفاده می شوند. ‏جهت مدل سازی گروه شمع، تعیین اندرکنش شمع - خاک - شمع به دلیل نزدیک بودن فاصله شمع ها در ‏گروه حائز اهمیت است. یکی از فراسنج های درنظر گرفتن اندرکنش شمع - خاک - شمع استفاده از ‏ضرایب اندرکنش می باشد. ‏ از آن جا که شمع سکوهای دریایی جهت مقابله با نیروهای جانبی معمولاً به صورت مایل کار گذاشته ‏می شوند، در این پژوهش یک روش ساده و دارای اعتبار قابل قبول جهت تعیین ماتریس ضرایب اندرکنش ‏برای گروه شمع مایل تحت بار محوری و جانبی استاتیکی و دینامیکی ارائه شده است که در حالت خاص ‏قابل استفاده برای شمع های قائم می باشد. بدین منظور معادلات دیفرانسیل تعادل برای شمع بارگذاری و ‏بدون بار با استفاده از مدل پیوسته یک بعدی استخراج شده است. عکس العمل خاک توسط فنرها و ‏میراگرهای وینکلر در طول شمع مدل شده است و هم چنین رفتار شمع و خاک به صورت الاستیک خطی ‏فرض شده است. حل بسته معادلات تعادل با استفاده از شرایط مرزی مناسب به د ست آمده و نتایج حاصله ‏با سایر روش های موجود در حالت شمع قائم و مایل مقایسه شده است.‏ در ادامه مطالعات پارامتریک برای مقادیر مختلف زاویه میل شمع ها، فاصله بین شمع ها، سختی نسبی بین ‏شمع و خاک و ضریب لاغری صورت گرفته است که نتایج به دست آمده دارای روند صحیح و منطقی ‏می باشد. به منظور بررسی اثر لنگر، در حالت استاتیکی و دینامیکی ضریب اندرکنش برای شمع با شرایط ‏سر شمع به صورت آزاد به دست آمده است که با توجه به ناچیز بدون مقادیر ضریب اندرکنش، می توان از ‏اثر لنگر خمشی صرف نظر کرد. در انتها نیز مقادیر ضرایب اندرکنش به دست آمده در ماتریس ضرایب با ‏یکدیگر مقایسه شده و درجه اهمیت هریک در طراحی و مدل سازی گروه شمع همراه با شمع مایل تعیین ‏شده است.‏