بررسی اثر پدیده روانگرایی بر پی های شمعی

در زلزله های بزرگ مشاهده می شود، که حضور لایه روانگرا سبب آسیب های جدی در پی های شمعی شده است. با توجه به کاربرد وسیع پی های شمعی، ایمنی شمع ها در زمان زلزله از اهمیت ویژه ای برخوردار است. مطالعات پس از وقوع زلزله در خاک روانگرا نشان داده است که گسیختگی ها فقط در سرشمع ها بوجود نیامده است بلکه در قسمت های پایین تر نیز، ترک وگسیختگی مشاهده شده است. نتایج بدست آمده از این پدیده نشان داد که هم نیروی ناشی از سازه و هم اندرکنش سینماتیکی بین شمع و خاک نقش مهمی در رفتار مکانیکی شمع ها دارد. از آنجایی که تأثیر روسازه در تحلیل های اندرکنش شمع – خاک موثر است در نتیجه تحلیل باید براساس اندرکنش شمع – خاک – سازه صورت گیرد. مدل های متعددی برای تولید فشار آب حفره ای ارائه شده است و از آنجایی که این مدل ها برای نمونه های خاصی در آزمایشگاه تعریف شده اند در شبیه سازی عددی کاربرد زیادی ندارند زیرا در برنامه های عددی مدل باید جامع و کلی باشد. در این تحقیق جهت مدل سازی روانگرایی، از مدل فین به دلیل سادگی و مطابقت آن با مسائل واقعی استفاده شده است. در این تحقیق از روش تفاضل محدود (fdm)، جهت بررسی تأثیر ضخامت لایه روانگرا، شیب لایه روانگرا و تراز آب زیرزمینی بر پی های شمعی استفاده شده است. نتیجه بیانگر آن است که با افزایش شیب لایه روانگرا، لنگر خمشی ماکزیمم، افزایش می یابد ولی شیب این نمودارها در ترازهای آب پایین (نزدیک به سطح زمین) بیشتر است. این نوع رفتار در نیروی برشی ایجاد شده در شمع ها نیز مشاهده شده است.