تاثیر مشخصات هندسی شمع بر پاسخ لرزه ای آن با استفاده از مدل سازی عددی غیرخطی سه بعدی

رفتار سیستم خاک - شمع تحت بار لرزه ای، وابسته به عوامل متعددی است. این عوامل را می توان به سه دسته اصلی شامل مشخصات هندسی شمع، مشخصات مکانیکی خاک اطراف شمع و نیز ویژگی های بارگذاری لرزه ای طبقه بندی نمود. هدف تحقیق حاضر بررسی تاثیر مشخصات هندسی شمع بر پاسخ سیستم خاک-شمع با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی محیط خاک تحت بار لرزه ای است. بدین منظور، مطالعه عددی سه بعدی کاملا غیرخطی در حوزه زمان با استفاده از نرم افزار تفاضل محدود FLAC3D صورت گرفت. تمرکز مقاله حاضر بر روی پاسخ دینامیکی شمع شناور منفرد مدفون در خاک رسی بوده و مطالعه پارامتریک برای بررسی تاثیر مشخصات هندسی شمع در پاسخ آن صورت گرفته است. به منظور در نظر گرفتن رفتار غیرخطی خاک تحت بار لرزه ای، مدل رفتاری الاستوپلاستیک  برای محیط خاک اعمال شد و هم چنین با اعمال تابع کاهش مدول برشی خاک با افزایش کرنش برشی، کاهش سختی خاک تحت بار لرزه ای شبیه سازی شد. نتایج این تحقیق نشان دادند که با افزایش قطر شمع، مقدار لنگر خمشی بیشینه ایجاد شده در شمع تحت بار لرزه ای به صورت قابل توجهی افزایش می یابد و این افزایش متناسب با توانی از قطر شمع است. هم چنین بررسی نتایج آنالیزهای عددی صورت گرفته نشان داد که تاثیر طول شمع بر بیشینه لنگر خمشی ایجاد شده در شمع چندان قابل توجه نیست؛ اما پارامتر طول شمع تاثیر قابل توجهی بر شکل دیاگرام توزیع لنگر خمشی در شمع و نیز مکان رخداد لنگرخمشی بیشینه دارد.