تأثير ناهمساني مكانيكي و ناهمگوني پارامترهاي مقاومت برشي خاك‌ها بر ظرفيت باربري دراز مدت پي‌هاي سطحي

The Effect of Mechanical Anisotropy and Heterogeneity of Shear Strength Parameters of Soils on Drained Bearing Capacity of Shallow Foundations

فرايند تشكيل خاك‌هاي چسبنده باعث شكل‌گيري ناهمساني و ناهمگوني در پارامترهاي مقاومتي و سختي آنها مي‌شود. اغلب خاك‌ها در حالت طبيعي هم ناهمساني نسبت به مقاومت برشي و هم ناهمگوني نسبت به عمق از خود نشان مي‌دهند. در اين مقاله براي درنظر گرفتن اثر ناهمساني چسبندگي خاك مدل استاندارد موهر- كلمب به حالت ناهمسان تعميم داده شده است. از اين‌رو با استفاده از تئوري حوزه تصادفي در تركيب با روش تفاضل محدود و در چارچوب شبيه‌سازي‌هاي مونت‌كارلو و با درنظر گرفتن اثر خود همبستگي و همبستگي متقابل بين پارامترهاي مقاومتي خاك، ظرفيت باربري پي‌هاي سطحي در فضاي كاتوره‌اي محاسبه شده و مشاهده شد كه ظرفيت باربري پي‌هاي سطحي با افزايش تغييرپذيري پارامترهاي مقاومتي كاهش و با افزايش نسبت‌هاي ناهمساني افزايش مي‌يابد.

Natural formation of soil deposits causes heterogeneity and anisotropy in their strength and stiffness properties. However, most soils in their natural states exhibit some anisotropy with respect to shear strength and heterogeneity with respect to the depth. In this paper, the standard Mohr- Coulomb constitutive law is generalized to anisotropic version in order to consider the effect of cohesion anisotropy of soil. Random field theory coupled with finite difference method was utilized in Monte Carlo simulations with considering the effect of auto-correlation and cross correlation between strength parameters of soil, in order to calculate the bearing capacity of shallow foundation in a strain controlled scheme. The results showed that the bearing capacity of shallow foundation decreases with increasing in variability of strength parameters and increases with increasing in anisotropy ratio.