اندرکنش خاک و سازه

اندرکنش بین خاک و شالوده یکی از چالش­های مهندسی ژئوتکنیک می­‌باشد. بدلیل رفتار پیچیده­ خاک زیر شالوده در تحلیل و طراحی­‌ها، در کارهای مهندسی غالباً بستر با مدل ساده‌­ای بنام Winkler جایگزین می­‌گردد. در این مدل خاک بستر توسط فنرهایی با ثابت Ks معرفی می‌­شود. به این عددِ ثابتِ فنر، ضریب واکنش بستر می­‌گویند. ضریب واکنش بستر رابطه‌­ای مفهومی بین فشار و تغییر شکل خاک است که به وسعت در تحلیل سازه‌­ی اعضای پی مورد استفاده قرار می­‌گیرد. استفاده از ضریب واکنش بستر بدلیل سادگی و صرفه­‌جویی در زمان محاسبه‌­ی کامپیوتری، در بین طراحان پر­کاربرد می­‌باشد. اما مسئله‌­ی اصلی تخمین مقدار Ks است. مقدار Ks تنها تابعی از شرایط سختی خاک بستر نیست، بلکه به عواملی همچون بعد شالوده، سختی شالوده و سازه، عمق شالوده، عمق لایه یا لایه‌های زیرین، نوع و شکل بارگذاری و همچنین محل مورد نظر جهت تخصیص مقدار Ks در زیر شالوده وابسته می­‌باشد. لذا تخمین مقدار Ks یکی از چالش برانگیزترین مسائل ژئوتکنیک است، تا آنجا که حتی با گذشت زمان و استفاده‌­ی همه جانبه از Ks ، ناسازگاری در روش­های تعیین آن هنوز مشاهده می‌­گردد. با مطالعات عددی انجام شده بر روی پی­‌های گسترده، دیده شده است که در نظر گرفتن مقدار ثابت برای Ks در طول پی، خطای قابل ملاحظه‌­ای را در محاسبه­‌ی لنگر خمشی ماکزیمم در فونداسیون ایجاد خواهد کرد. 

⁘ مدل‏‌سازی و بهینه‌‏سازی فونداسیون‏‌های سطحی

شرکت مهندسان مشاور دریا خاک پی به منظور بررسی دقیق شرایط سازه و فونداسیون و همچنین بهینه‌سازی در پروژه‌‏های با اهمیت، با مشارکت بخش ژئوتکنیک و بخش سازه خود و با استفاده از محاسبات عددی، آنالیز اندرکنش خاک و سازه را به کارفرمایان خود پیشنهاد می‌دهد.

⁘ آنالیز اندرکنش خاک و سازه بسته به شرایط سازه‏‌ای، ژئوتکنیکی و اهمیت پروژه به شکل یکی از موارد زیر انجام می‌‏شود:

◂انتقال و مدل‏‌سازی کل یا بخشی از سازه بر روی خاک در نرم‌‏افزارهای محاسبات عددی مانند Abaqus یا Plaxis

◂ آنالیز رفت و برگشتی بین نرم‌‏افزارهای رایج سازه‏‌ای و عددی تا حصول همگرایی نشست‏‌ها و نیروها در هر دو نرم‏‌افزار

◂ تعیین کانتور ضریب عکس‌العمل بستر و استفاده از آن در نرم‏‌افزارهای رایج سازه‌‏ای جهت جلوگیری از خطاهای قابل توجه استفاده از عدد ثابت Ks در کل فونداسیون

⁘ مدل‏‌سازی و بهینه‏ سازی فونداسیون‏‌های انواع گروه شمع و Pile-Raft

با استفاده از روش‌‏های کلاسیک در طراحی گروه شمع یا Pile-Raft، نیروهای وارده به هر شمع با تخمین بالا و بدون احتساب سهم باربری فونداسیون محاسبه می‌‏گردد که می‏تواند منجر به غیراقتصادی شدن پروژه گردد.

شرکت مهندسان مشاور دریا خاک پی با استفاده از تجربیات موفق گذشته خود، در پروژه‏‌های شاخص از آنالیز اندرکنش خاک و سازه و شمع استفاده کرده و ضمن تعیین توزیع نیروها در شمع‌‏ها، نسبت به کنترل نشست کلی و نشست تفاضلی و طول مورد نیاز شمع‌‏ها در هر ناحیه از فونداسیون اقدام می‏‌نماید.

این آنالیز در خصوص شمع‌‏های کاهنده نشست و اقتصادی‌‏تر کردن بیش از پیش پروژه بسیار کارآمد می‌‏باشد.

تصویری از آنالیز اندرکنش خاک-سازه-شمع
مهندسان مشاور ژئوتکنیک،سازه و کارهای دریائی