بررسي اندركنش خاك و سازه هاي مدفون در خاك با استفاده از مدلسازي بر اساس تحليل المان محدود

Numerical investigation of soil and buried structures using finite element analysis

امروزه اهميت بررسي اثر خاك روي رفتار سازه هاي مدفون يا در تماس با خاك همچون  فونداسيون ها، شمع ها و ديوارهاي حايل و ساير سازه هاي مشابه به حدي است كه لحاظ نكردن اثر اندركنش خاك و سازه از نگاه مهندسي مي تواند منجر به حصول نتايج محاسباتي مغاير با واقعيت شود. در اين مقاله تلاش شده مدل سازي اندركنش خاك و سازه با استفاده از تحليل المان محدود توسط نرم افزار  Abaqusانجام شود و نتايج حاصل از اين مدل سازي در زمينه هاي تنش هاي قائم ايجاد شده در سازه و خاك، فشار آب حفره اي در دو حالت زهكشي شده و زهكشي نشده، تراز آب زير زميني و نحوه عملكرد سازه (شمع) در تماس با خاك، ارائه گردد. خلاصه نتايج حاكي از آن است كه تاثير فشار آب منفذي در تمام بخش هاي شمع يكسان نيست و مقادير افزايش فشار منفذي المان هاي بالايي خاك نسبت به المان هاي نزديك به نوك شمع بسيار كمتر است و علاوه بر اين ثابت مي شود كه مقدارميانگين تنش براي كف شمع در حدود يك سوم مقدار ميانگين تنش قائم در بالاي شمع است و حدود 70% باربري شمع مربوط به اصطكاك سطح تماس جدار شمع با خاك است.

Today the important of studying soil effect on behavior of soil  contacted structures such as foundations, piles,  retaining wall and other similar structures is so much that neglecting of soilstructure interaction effect can cause to untrue results. In this paper soilstructure interaction simulation was done by using Finite element method analysis with ABAQUS version 6.1314.The results has been presented based on pile function in contact with soil, vertical stresses in soil and structures, pore pressure in drained and undrained condition and underground water level.Final conclusions revealed that pore pressure effect is not uniform on all parts of pile and amount of pore pressure increment in top elements is lower than down elements of  pile.Further it was proven that average amount of vertical stress on end of pile is    of this stress on top of the pile. thus it was concluded that 70% of pile bearing capacity is depend on friction of soil and pile contact surface.