بررسی عددی رفتار شمع‌های مارپیچ در تثبیت شیب‌های خاکی

پایدارسازی شیب‌های خاکی و پیشنهاد راهکارهای گوناگون برای این مسئله، یکی از موضوعات مهم در مهندسی ژئوتکنیک است. امروزه استفاده از نوع خاصی از شمع‌ها به‌نام شمع‌های مارپیچ (helical screw pile) گسترش یافته است. کاربرد این سیستم جدید در پروژه‌های مختلف، موفقیت‌آمیز بوده است. این شمع‌ها می‌توانند جایگزین اقتصادی و موثری برای شمع‌های رایج کنونی باشند. در تحقیق حاضر، عملکرد شمع‌های مارپیچ در تثبیت شیب ماسه‌ای با استفاده از روش اجزاء محدود در نرم‌افزار abaqus, v.6.13.1 مورد مطالعه قرار گرفته است. متغیر‌های این تحقیق شامل قطر پره‌های مارپیچی شمع، فاصله پره‌ها از یکدیگر، طول شمع و تعداد ردیف شمع‌ها در گروه شمع است. طبق بررسی‌های صورت گرفته در این پژوهش، استفاده از شمع‌های مارپیچ در مقایسه با شمع‌های معمولی روش مناسب و موثری برای تثبیت شیب‌های خاکی است. تحلیل‌های کلی صورت گرفته در پژوهش، ایده‌هایی برای بهینه‌تر کردن پروژه تثبیت به طراحان ارائه می‌دهد. طبق نتایج متغیر‌های قطر پره‌های مارپیچی، فاصله پره‌ها از یکدیگر، طول شمع و تعداد ردیف شمع‌ها با ضریب اطمینان شیب در برابر گسیختگی، رابطه مستقیم دارند. تاثیر این پارامترها در نزدیکی طول بحرانی شمع قابل ملاحظه‌تر است. همچنین تعداد ردیف شمع‌ها، قطر پره‌ها و نیز فواصل آن‌ها از یکدیگر با طول بحرانی شمع رابطه مستقیم دارند.

Numerical Investigation of Helical Piles Performance in Stabilization of Earth Slopes

One of the major concerns of geotechnical engineering is to stabilize earth slopes and propose new methods for this purpose. The application of numerical and analytical methods for slope stabilization using piles is a conventional method discussed by various researchers. Nowadays the application of a special type of piles so called “helical pile”, have been increased. This foundation system has been successfully employed at several sites. Helical piles may be a costeffective alternative to conventional pile materials. In this research, the performance of helical piles in slope stabilization has been studied using finite element analysis and strength reduction method by ABAQUS V.6.13.1. The effect of different parameters such as helical pile diameters, helical plate spaces, and pile lengths have been investigated. The effect of 1, 2 and 3 rows of piles along the slope is studied as well.