مقایسه ظرفیت باربری محوری شمع‌های استوانه‌ای، مخروطی و نیمه‌مخروطی در ماسه به روش اجزای محدود

با تغییر هندسه مقطع شمع یا مخروطی کردن شمع‌ها، می‌توان بدون افزایش حجم مصالح مصرفی ، به ظرفیت باربری بیشتری دست یافت. شمع‌های مخروطی که دارای سطح مقطع بزرگتری نسبت به قسمت انتهایی شمع هستند، از نظر ظرفیت باربری، عملکرد لرزه‌ای و همچنین توزیع بهتر مصالح در طول شمع بسیار کارآمدتر از شمع‌های استوانه‌ای می‌باشند. شمع‌های نیمه‌مخروطی که فقط قسمت بالایی آن به صورت مخروطی می‌باشد، از عملکرد و سهولت اجرایی بهتری نسبت به دو نوع قبلی( مخروطی و استوانه ای) برخوردار هستند هدف از انجام این تحقیق تعیین میزان افزایش ظرفیت باربری شمع‌های مخروطی و نیمه‌مخروطی نسبت به شمع‌های استوانه‌ای هم‌حجم می باشد.. در این پژوهش آنالیز عددی به روش اجزای محدود (نرم‌افزار plaxis 2d) به منظور بررسی اثر تغییر زاویه نوک شمع و ارتفاع مخروطی شمع در خصوص تعیین ظرفیت باربری محوری آنها نسبت به شمع‌های استوانه‌ای هم‌حجم در ماسه پرداخته شده است. همچنین ظرفیت باربری شمع‌های نیمه‌مخروطی که از نظر محققان دور مانده است نیز در این تحقیق مورد بررسی قرار ‌گرفته است. آنالیزها برای شمع‌های با طول مختلف انجام شده است. مقایسه مقادیر ظرفیت باربری نهایی به دست آمده از نمودار بار نشست شمع‌ها، حاکی از ظرفیت باربری بیشتر شمع های مخروطی و به خصوص نیمه‌مخروطی نسبت به شمع‌های استوانه‌ای داشته است. همچنین مشاهده شد که افزایش ظرفیت باربری، بیشتر در شمع‌های با طول کوتاه اتفاق می‌افتد.

Compare the axial bearing capacity piles cylindrical, tapered and semi-tapered in the sand by finite element method

Use piles with variable section can improve the bearing capacity of the piles, due to the larger crosssection upper part of piles. The function and easy implementation of semitapered piles that only the top half is in the form of a cone are better than the previous one. The purpose of this paper is determine the bearing capacity increase tapered and semitapered tapered piles and comparing with the cylindrical piles in the same volume condition. The modeling of this research paper is based on finite element method (Plaxis 2D software) of numerical analysis for changing the angle and tapered height of mentioned piles, axial bearing capacity of these piles in sand is estimated. Linear elastic behavior is assumed for pile and the hardening soil criterion is considered for soil. The analysis was performed for piles with different lengths. Load carrying capacity and settlement at the given particular loading were examined. Influences of stresses are also discussed with respect to change in taper angle. The results show that settlement decreases with increase in taper angle. Loaddisplacement curve shows that the tapered pile can take more loads compared to cylindrical pile when the taper angle load settlement curve of piles compare showed that tapered piles bearing capacity and especially semitapered piles greater than cylindrical piles. It was also observed that the increase in capacity, more piles occur with short length.