معرفي سطوح گسيختگي انتقالي ـ دوراني و كاربرد آنها در مسايل ظرفيت باربري

INTRODUCTION OF ROTATO-TRANSLATIONAL COLLAPSE MECHANISMS IN BEARING CAPACITY PROBLEMS

در اغلب روش‌هاي تحليل حدي پايداري، انتخاب سازوكار گسيختگي اولين و مهم‌ترين مرحله محسوب مي‌شود. سازوكار‌هاي گسيختگي كه تاكنون مورد استفاده قرار گرفته‌اند، در يكي از دو گروه سازوكار‌هاي داراي حركت دوراني يا حركت انتقالي جاي گرفته‌اند و در حالات تركيبي قادر به ارايه‌ي پاسخ مناسب نبوده‌اند. علاوه بر اين، سازوكار‌هاي دوراني پيشنهادي فقط از يك بلوك صلب تشكيل شده و استفاده از سيستم‌هاي چند‌بلوكي در يك سازوكار گسيختگي دوراني ميسّر نبوده است. براي رفع اين محدوديت‌ها، در نوشتار حاضر فرمول‌بندي سطوحِ گسيختگيِ داراي حركت‌هاي انتقالي و دوراني استخراج شده و براي اولين بار، سازوكار گسيختگي حاصل از تركيب بلوك‌هاي صلب با حركت‌هاي انتقالي و دوراني بر پايه‌ي روش تحليل حدي مرز بالا معرفي ‌‌شده است. براي تعيين سازوكار گسيختگيِ بحراني، الگوريتمي مبتني بر روش الگوريتم ژنتيك توسعه‌يافته و در نرم‌افزار تدوين‌شده مورد استفاده قرار گرفته است. به‌منظور بررسي صحت و دقت الگوريتم حاضر، نتايج تحليل ظرفيت باربري پي‌هاي نواري تحت اثر بار مايل خارج از محور با نتايجِ ديگر روش‌هاي موجود مقايسه شده است. نتايج حاصله بيان‌گر دقت مناسب روش پيشنهادي در عين سادگي است. مسيله‌ي تعيين ظرفيت باربري پي‌هاي تحت اثر بار خارج از محور واقع بر لايه‌هاي خاك متكي بر سنگ بستر، به‌عنوان نمونه‌يي از قابليت‌هاي خاصِ سازوكار پيشنهادي، مورد بررسي قرار گرفته است.

This paper proposes a new rotato-translational collapse mechanism consisting of three rigid blocks with both translational and rotational movements, based on the upper-bound limit analysis theorem. It is revealed that the rotational collapse mechanisms somewhat over-estimates the bearing capacity values of foundations, just as the translational collapse mechanisms. By applying the proposed mechanism to evaluate the bearing capacity of a strip footing subjected to combined loading, it became possible to improve the results of the bearing capacity analysis, particularly in constrained conditions. Comparisons are made with other analytical results to evaluate the ability of the proposed collapse mechanism and the correctness of solutions. Based on comparisons with known solutions, the method was generally found to predict the bearing capacity of foundations precisely. To specify the ability of the proposed mechanism, the bearing capacity of strip footings under combined loading over thin layer foundation soils is investigated.