تعيين ظرفيت باربري ستونهاي شنيكوبشي با مدلسازي عددي

استفاده از ستون هاي شني كوبشي يكي از ورشهاي ساده، سريع و اقتصادي بهسازي خاكهاي سست و نامناسب بشمار مي رود كه در دو دهه اخير رواج يافته است. در اين روش در خاك مورد نظر ابتدا حفره اي در زير شالوده حفر مي گردد. سپس مصالح سنگريز مناسب در لايه هايي با ضخامت حدود 30 سانتيمتر در داخل حفره ريخته شده و هر لايه توسط ضربات يك چكش كاملا متراكم مي گردد. اهداف اصلي اجراي اين روش افزايش سختي خاك و افزايش نرخ تحكيم خاكهاي اطراف با توجه به نفوذپذيري بالاي مصالح سنگريز است. با توجه به سادگي ،‌اين روش با امكانات موجود در كشور قابل اجرا مي باشد. به دليل قدمت كم اين روش از يك طرف و پيچيدگي مكانيزم انتقال تنش به خاك در اين روش از طرف ديگر تا كنون تلاشهاي چنداني در زمينه تعيين ظرفيت باربري آنها با مدلسازي عددي صورت نگرفته است. تلاشهاي چنداني در زمينه تعيين ظرفيت باربري و نيز رفتار اين ستونها تحت بار با آناليز تنش-كرنش و به روش اجزاي محدود انجام گرفته است. در اين تحليل ها با استفاده از فرض تقارن محوري براي بك ستون شني منفرد، مدلسازي به صورت دو بعدي صورت گرفته است. به دليل نفوذپذيري بالاي مصالح شني تحليل ها به صورت زهكشي شده و اعمال نيروهاي ديناميكي ناشي از كوبش با استفاده از مفهوم برابري انرژي به صورت استاتيكي در نظر گرفته شده است. براي مدلسازي رفتار مصالح از يك مدل رفتاري الاستوپلاستيك سخت شونده از خانواده مدلهاي كلاهك دار بهره گرفته شده است. نتايج حاصل از اين مدلسازي با نتايج تستهاي صحرايي صورت گرفته بر روي دو مورد از اين ستونها مقايسه شده است كه تطابق خوبي ميان ميزان نشست و ظرفيت باربري واقعي با مقادير پيش بيني شده توسط مدل ملاحظه مي گردد. از روش پيشنهادي جهت مدلسازي ستون هاي شني كوبشي، جهت تعيين ظرفيت باربري آنها در زير شالوده هاي سطحي كه در خاكهاي ضعيف نظير خاكهاي ماسه اي سست يا خاكهاي رسي نرم ساخته مي شوند مي توان بهر برد.