تاثیر تغییر گام پره پیچشی بر روی ظرفیت بیرون‌کشش شمع به وسیله‌ی دستگاه یونیورسال

استفاده از شمع‌های پیچشی برای مسلح سازی خاک از هزینه و زمان اجرایی کمی برخوردار است. هدف از این مقاله بررسی اثرات استفاده از شمع پیچشی بر روی بهبود عملکرد در بیرون‌کشش و جابه‌جایی ناشی از کشش است. به این منظور نمونه‌ها‌ی آزمایشگاهی شمع ساده و شمع پیچشی با گام‌های 13، 20 و 25 میلی‌متر و تاثیر گام بررسی گردیده است. ماسه شهریار با دانسیته نسبی 70% استفاده شده و متراکم‌سازی خاک توسط کوبش است. دستگاه یونیورسال zwick/roell z150 برای کشش استفاده شده است. با استفاده از تحلیل ابعادی و بی‌بعدسازی به روش پی‌باکینگهام، مدل‌سازی فیزیکی شمع پیچشی انجام شده است. حداکثر ظرفیت بیرون‌کشش و جابه‌جایی متناظر با آن استخراج شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که حداکثر ظرفیت بیرون‌کشش شمع پیچشی با گام‌های 13، 20 و 25 میلی‌متر نسبت به شمع ساده 453/57%، 518/66% و 436/24% افزایش دارد. هنگامی که نسبت گام پره پیچشی به قطر شفت مرکزی شمع مابین 1 تا 1/5 است، ظرفیت بیرون‌کشش به واسطه‌ی اصطکاک ایجاد شده و وزن ماسه بر روی پره به عنوان عامل مقاوم بهبود می‌یابد. با افزایش نسبت گام پره به قطر شمع به 1/92 میزان پیچ‌خوردگی پره افزایش می‌یابد و از عامل مقاوم وزن ماسه بر روی پره‌ها کاسته می‌شود؛ به ‌این‌ ترتیب ظرفیت بیرون‌کشش نسبت به دو حالت قبلی کاهش می‌یابد. در شمع ساده به دلیل نبود پره پیچشی، جابه‌جایی متناظر با حداکثر نیروی بیرون‌کشش کمتری نسبت به شمع پیجشی رخ داد. نتایج نشان می‌دهد که جابه‌جایی شمع‌های پیچشی با نسبت گام پره به قطر متفاوت تقریباً با یکدیگر برابرند.

effect of pile pitch variation on the uplift capacity using utm apparatus

using helical piles to reinforce the soil is of little cost and time. the purpose of this paper is to investigate the effects of utilizing helical piles on performance improvement in the uplift capacity and displacement. for this purpose, laboratory specimens of simple and helical piles with the pitch of 13, 20, and 25 mm were investigated. shahriar sand was used with a relative density of 70% and the compression operation has been performed using hammering. the universal zwick/roell z150 apparatus was employed for tensile. the physical modeling of the helical pile was carried out using dimensional analysis and non dimensionalization by the buckingham π  theorem. the results showed that the maximum uplift capacity of helical piles with the pitch of 13, 20, and 25 mm in comparison with the simple pile increased 453.57%, 518.66%, and 436.24%, respectively. when the ratio of the pitch/central shaft diameter is between 1 and 1.5, the tensile capacity was improved by the generated friction and the weight of sand on the blade as a resisting factor. by increasing the ratio of pile pitch to pile diameter to 1.92, the blade torsional angle increased and the sand weight on the blades decreased. therefore, the uplift capacity was reduced compared to the previous two. the outputs showed that the displacements of the helical piles with different pitch to diameter ratios are approximately equal.