تحلیل رفتار شمع‌های توخالی با مقاطع غیر یکنواخت در فرآیند کوبش

نوع مقاله : Articles

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران

چکیده

یکی از روش‌های اجرای شمع، استفاده از روش کوبش برای نصب شمع‌های بتنی پیش‌ساخته به کمک ابزار خاص می‌باشد. نحوه کوبش و کنترل این فرآیند یکی از جنبه‌های مهم اجرایی این شمع‌ها بوده، به‌طوری‌که عدم دقت کافی به این مسئله، علاوه بر کاهش راندمان عملیات کوبش، خاک و محیط اطراف را تحت تأثیر قرار می‌دهد. در این مقاله، به بررسی رفتار شمع‌های توخالی استوانه‌ای و مخروطی شکل در فرآیند کوبش به کمک آزمایش واقعی در سایت و تحلیل عددی پرداخته شده است. برای این منظور، با استفاده از انجام آزمایش‌های واقعی و روش تفاضل محدود و معیار گسیختگی موهر-کولمب، رفتار شمع و خاک هنگام کوبش مدلسازی شده و شرایط استفاده و کاربرد این‌گونه شمع‌ها در عملیات کوبش مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. اطلاعات و نتایج حاصل از این پژوهش را می‌توان در مراحل مختلف طراحی و اجرای شمع‌های کوبیدنی و همچنین برای بهینه‌سازی آنها استفاده نمود. با مقایسه نتایج به‌دست‌آمده از بررسی رفتار شمع‌های با هندسه مختلف در آزمایش‌های واقعی و تحلیل عددی، نتیجه‌گیری می‌شود که هندسه و شکل شمع در رفتار کوبشی آنها تأثیر مستقیم داشته و با استفاده از این‌گونه شمع‌ها در عملیات شمع‌کوبی، علاوه بر کاهش مصرف انرژی به میزان بین 25 تا 60 درصد، افزایش راندمان و بهره‌وری عملیات کوبش نیز فراهم می‌گردد. همچنین شرایط باز یا بسته بودن نوک شمع تأثیر بسیار زیادی در فرآیند کوبش دارد و در شرایط اعمال انرژی یکسان در حین عملیات کوبش، شمع ته‌باز عملکرد بهتری نسبت به شمع ته‌بسته داشته و در مجموع شمع مخروطی ته‌باز عملکرد بهتری نسبت به سایر شمع‌ها با هندسه‌ی مختلف دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of Non-Uniform Cross Section Hollow Piles in Drivability Process

نویسندگان [English]

  • Omid Tavasoli 1
  • Mahmoud Ghazavi 2
1 Faculty of Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Civil Engineering Department, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Pile driving is one of the pile construction methods to install prefabricated concrete piles using special tools. Driving method and its process is one of the most important aspects of implementation of this pile, so that the lack of sufficient accuracy to this problem, in addition to reducing operation efficiency, affects the surrounding environment and soil. In this paper, the behavior of cylindrical and tapered hollow piles were investigated with real tests and numerical analyses using FLAC3D software. The efficacy of pile geometry such as cylindrical and tapered hollow piles is analyzed in pile driving under hammer impact. Pile T is fully tapered hollow pile, and pile C is cylindrical one. All piles made by steel have the same length (Lp = 250 cm) and volume. Their properties are in Table (1). The single acting hammer with a 300 kg weight falling through a distance of 1 m is used to install all piles to the embedded length of 0.5 m to 2 m. The pile driver is made by different parts such as mounting frame, hammer and electric motor for lifting the ram to the selected falling height, and the hammerhead falling to induce an impact on the hammer components. The sand deposit was located in Vardavard-Tehran with maximum specific weight (gd,max), 2.16 kg/cm3 and relative density of about 93%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hollow Pile
  • Tapered Pile
  • Open-Ended Pile
  • Field Tests
  • Pile Driving
  • Numerical analysis
  • FLAC3D