تحلیل ظرفیت باربری شمع‌های دریایی در خلیج فارس با استفاده از نتایج آزمایش نفوذ مخروط و بررسی اثر زمان

شمع‌های لوله‌ای فولادی به‌عنوان شالوده سازه‌های دریایی مانند پل‌ها، سکوهای استخراج مواد هیدروکربوری، توربین‌های بادی و المان‌های مهاری استفاده می‌شوند. با توجه به اهمیت و هزینه ساخت بسیار بالای این سازه‌ها، هرگونه ضعف و گسیختگی در شالوده‌های شمعی آن‌ها می‌تواند منجر به بروز خسارت‌های اقتصادی، زیست‌محیطی و اجتماعی فاجعه‌بار گردد. از این‌رو، تحلیل دقیق، طراحی ایمن و تعیین مطمئن ظرفیت باربری ‌آن‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این مطالعه، ظرفیت باربری محوری فشاری 24 شمع طویل لوله‌ای فولادی کوبشی فراساحلی در رسوبات اغلب چسبنده منطقه خلیج فارس با استفاده از 10 روش مبتنی بر به‌کارگیری نتایج مستقیم آزمایش نفوذ مخروط ( cptو cptu) و 5 روش مبتنی بر تحلیل استاتیکی تخمین زده می‌شوند. مقادیر ظرفیت باربری به‌دست آمده از این روش‌ها با داده‌های اندازه‌گیری شده متناظر حاصل از آزمون‌های تحلیل دینامیکی شمع مقایسه و اعتبارسنجی می‌شوند. سپس، عملکرد این روش‌ها از منظر دقت و کیفیت پیش‌بینی ظرفیت باربری به‌تفکیک جدار، نوک و کل بر اساس 12 معیار آماری تحلیل می‌شوند. در ادامه، به تخمین زمان محتمل گیرش خاک پیرامون شمع‌های فراساحلی کوبیده شده در منطقه خلیج فارس با استفاده از آزمون‌های آزمایشگاهی و صحرایی و همچنین روابط تجربی موجود در ادبیات فنی پرداخته می‌شود. نتایج بررسی‌ها در این زمینه مشخص می‌نمایند که شمع‌های نصب شده در منطقه مورد مطالعه، پس از حدود 100 از کوبش اولیه بیش‌ترین رشد ظرفیت باربری را خواهند داشت و به ظرفیت باربری بیشینه یا بلندمدت خود می‌رسند.

bearing capacity analysis of offshore piles in the persian gulf using cpt results and time effect consideration

steel pipe piles are used as the foundation of marine structures such as bridges, hydrocarbon extraction platforms, wind turbines and anchoring elements. due to the importance and high construction cost of these structures, any weakness and failure in their pile foundations can lead to catastrophic economic, environmental and social damages. therefore, accurate analysis, safe design and reliable determination of their bearing capacities are of particular importance. in this study, the compressive axial bearing capacity of 24 long offshore driven steel pipe piles in the cohesive sediments of the persian gulf is estimated using 10 methods based on direct results of cone penetration test (cpt and cptu) and 5 methods based on static analysis. the bearing capacity values obtained from these methods are compared and validated with the corresponding measured data attianed from the pile dynamic analysis tests. then, the performance of these methods are analyzed in terms of accuracy and quality of predicting shaft, tip and total bearing capacities based on 12 statistical criteria. subsequently, the probable time of soil set-up around the offshore piles in the persian gulf is estimated using laboratory and field tests as well as the emprical relationships available in the technical literature. it is shown that the piles installed in the considered area will have the highest growth of bearing capacity after about 100 days from the initial driving and reach their maximum or long-term bearing capacities.