شبیه‌سازی عددی پدیده روانگرایی و تاثیر آن بر شمع و دیواره اسکله

اقتصاد تعداد زیادی از کشورهای صنعتی بر پایه واردات و صادرات کالا از طریق اسکله‌هاست. اسکله سازه‌‌ای است که کشتی‌ها را به خشکی ارتباط می‌دهد و یکی از مهم‌ترین بخش‌های بندرها محسوب می‌شود. در صورت گسیختگی و آسیب آن، فعالیت‌های مهم بندر به دلیل آسیب وارد به سازه‌های مجاور اسکله همچون جرثقیل متوقف خواهد شد. شمع‌های مستقر در خاک نیز یکی از این سازه‌هاست که در صورت خرابی آن، سازه قرارگرفته بر روی آن از بین خواهد رفت. به همین دلیل بررسی نحوه رفتار سازه‌های ساحلی در برابر عوامل خرابی همچون زلزله اهمیت بالایی دارد. مدل‌سازی‌های آزمایشگاهی زیادی بر روی شمع انجام‌ شده است؛ اما به‌ندرت به بررسی رفتار آن در اسکله پرداخته‌ شده است. یکی از این مدل‌های آزمایشگاهی، به بررسی رفتار شمع و دیوار در برابر روانگرایی با استفاده از میز لرزان و به‌صورت کوچک‌مقیاس پرداخته است. در این پژوهش به مدل‌سازی عددی این مدل آزمایشگاهی و صحت یافته های به‌ دست‌آمده در مدل عددی به کمک مدل آزمایشگاهی پرداخته ‌شده است. در این مقاله با کمک نرم‌افزار flac3d1 که دارای قابلیت تحلیل غیرخطی تنش موثر و تولید اضافه فشار آب حفره‌ای در محیط پیوسته خاک است، به شبیه‌سازی روانگرایی با کمک مدل رفتاری فین پرداخته ‌شده است. اضافه فشار آب حفره‌ای، جابه‌جایی‌های خاک، لنگر خمشی و نیروی جانبی شمع، جابه جایی و خمش دیوار از جمله یافته های به‌دست‌آمده از طریق شبیه‌سازی است که با یافته های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است. یافته های به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که روانگرایی در خاک اتفاق خواهد افتاد و زمان آن مطابق با مدل آزمایشگاهی است. جابه‌جایی خاک در اثر این رخداد نیز استخراج ‌شده و با مدل آزمایشگاهی مقایسه شده است. این مقایسه نشان می‌دهد که رفتار و روند افزایش جابه‌جایی در زمان‌های مختلف بارگذاری مطابق با یافته های آزمایشگاهی است. همچنین یافته های به‌دست‌آمده به کمک مدل عددی برای شمع تطابق بالایی با یافته های آزمایشگاهی به‌خصوص برای شمع‌های نزدیک به دیوار نشان می‌دهد. در نهایت نیز رفتار دیوار بررسی ‌شده است که دیده می‌شود مکان حداکثر ممان خمشی در دیوار در مدل عددی مطابق مدل آزمایشگاهی است.