التحليل التجريبي والعددي للركائز المحملة جانبياً المغمورة في التربة الرملية باستخدام مقياس سرعة صورة الجسيمات (PIV)
Experimental and Numerical Analysis of Laterally Load Piles Embedded in Sandy Soil Using Particle Image Velocimetry
- الباحث
- آية هادي جلوب الماجدي
- المشرف
- محمد عبد اللطيف النعيمي - محمد حسين كاظم الدهلكي
- الجامعة
- الجامعة التكنولوجية
- الكلية / القسم
- قسم الهندسة المدنية / الهندسة المدنية
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2021
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Laterally loaded piles;Sandy soil;Particle image velocimetry;Numerical analysis
الملخص
يتم تدعيم العديد من الأبراج والمداخن والمباني الشاهقة والجدران الساندة والجسور والأرصفة والمرافئ بواسطة الركائز حيث وجد ان جميع هذه المباني لا تتحمل الأحمال العمودية فحسب بل تخضع أيضًا للأحمال الجانبية بشكل كبير ومصادر هذه الاحمال الجانبية هي الزلازل والرياح الشديدة وانهيار المنحدرات وتأثير السفن لذلك فإن دراسة الاحمال الجانبية المسلطة على الركائز هي عمليه أساسية للغاية لبناء الأساسات العميقة. تم إجراء العديد من الأبحاث حول الركائز المحملة جانبياً عن طريق تثبيت اجهزة لقياس الإجهاد المتولد على الركائز لقياس قدرة التحميل الجانبي وانحراف الركيزة ومقاومة التربة ولكن مع التطور الكبير للكمبيوتر ومعالجة الصور الرقمية وجدت تقنية اقتصادية ودقيقة يطلق عليها قياس سرعة الجسيمات (PIV) والتي تم استخدامها في العديد من المجالات منها الهندسة الجيوتقنية. تعرض هذه الدراسة نتائج اثني عشر اختبارًا (ثلاثة نماذج للركيزة المفردة وتسعة نماذج لمجموعه الركائز) تم إجراؤها في التربة الرملية الجافه متوسطة الكثافة لتحديد تأثير نسبة النحافة (L/D) للركائز Aya pall والجماعية ونسبه التباعد ((1 / 8) للركائز ذات المجموعة عند تعرضها الى احمال جانبيه ودراسة تأثيرها على الركائز و على تشوه التربة المحيطة بها إلى جانب ذلك Glas الإزاحة الأفقية والعمودية للتربة المقاسة باستخدام تقنية 5157 . توضح نتائج هذه الدراسة أن نسبة النحافة ((1 / ,1) ونسبة التباعد ((1 / 8) عاملان مهمان للغاية يؤثران على الحمل الجانبي للركيزة الفردية والجماعية حيث وجد عندما تزداد نسبة النحافة (L/D) و نسبة التباعد ((1 / 8) ، يزداد الحمل الجانبي للركائز الفردية والجماعية. يوضح تحليل الصورة الرقمية للركائز الفردية والجماعية باستخدام (PIV) أن منطقة التأثير الجانبي وحقول الإزاحة تزداد مع زيادة الحمل الجانبي. بالنسبة للركيزة الفردية ، يُلاحظ أن الرمل القريب من سطح التربة خلف الركيزة يتحرك إلى أسفل ، بينما يتحرك الى الاعلى أمام الركيزة بينما بالنسبة لركائز المجموعة ذات النسبة 2,4,6 = D) / 8) ، يلاحظ أن الرمل القريب من سطح التربة خلف الركيزة اليسرى يتحرك إلى الأسفل © بينما يتحرك الى الاعلى أمام الركيزة اليمنى. كذلك أيضا ، يمكن ملاحظة أن عامل الكفاءة زاد مع زيادة نسبة Adlai) بالنسبة لجميع نسبة النحافة ، يكون عامل الكفاءة لمجموعات الركائز مع 6 = ((1 / 8 ) أكبر من فئات التباعد السابقة اي ( 2,4 = (S/D علاوة على ذلك ، من تحليل الصورة الرقمية باستخدام (PIV) بالنسبة ل 2 = ((1 / 8) يوضح أن الركائز تتصرف كركيزة واحدة بينما بالنسبة ل 6 = ((1/ 8 ) ، تتصرف الركائز بشكل منفرد معزول كل واحدة عن الاخرى. واخيرا تم إجراء دراسة عددية بواسطة برنامج (31 Gus ، PLAXIS تم استخدامها لأجراء مقارنة بين الدراسة العددية والعمل التجريبي على منحنى الحمل الجانبي والإزاحة الجانبية للركيزة المفردة ، يتضح أن نتيجة التحليلات العددية بواسطة PLAXIS 3D لمنحنى الحمل الجانبي والإزاحة الجانبية على طول الركيزة المفردة مع PIV في توافق جيد مع نتائج العمل المختبري لجميع نسبة (L/D) في المقابل ، ان نتائج التحليل العددي للإزاحة الجانبية على طول الركيزة المفردة بدون PIV غير متوافقة مقارنة بالعمل التجريبي.
Abstract
Several of high-rise buildings, transmission towers, tall chimneys, offshore structures, retaining structures, bridges, quay and harbor structures are braced by piles .These buildings tolerate axial load and furthermore are succumb to large lateral load its source from quakes, slope failure, liquefaction, ship impact and vehement winds. So, the lateral bearing capacity of pile is very essential for the structure of deep foundation. Many studies around the lateral load piles were done by fastening strain gauges on the pile for measurement the deflection of pile, the lateral bearing capacity and soil resistance generated by the pile. However, Through the advance of computer and the digital image, an accurate, inexpensive technique named as “particle image velocimetry” (PIV), has been used in geotechnical engineering. This study gifts the outcomes of twelve models ( three models for single pile and nine models for pile groups ) done in poorly graded medium dense dry sand to determine the effects of embedment length ratio (L/D) for single and group piles and spacing ratio (S/D) for group piles on the response of a lateral load pile and on the adjacent soil deformation, joined with parallel and perpendicular displacement fields measured using a PIV technology. The results in this study illustrate that the embedment length ratio (L/D) and the spacing ratio (S/D) are very important parameters that effect on the ultimate lateral load for single and group piles, They show that when the embedment length ratio (L/D) and the spacing ratio (S/D) increased the ultimate lateral load is also increased for single and group pile . The analysis of the digital image for single and group piles using (PIV) shows that the profile effect region and the displacement fields are increased as lateral load increased. For single pile, it is observed that the sand close to the ground surface behind the pile moves downward, while it moves upward in front of the pile. For group piles with (S/D) ratio = 2,4,6 it is noticed that the sand close to the ground surface behind the left pile moves downward, while it moves upward in front of the right pile. Also, It can be seen that efficiency factor increased as embedment length ratio increased. For all embedment length ratio the efficiency factor of pile groups with (S/D)= 6 is greater than the previous spacing categories [i.e. (S/D)= 2 and 4]. Furthermore from the analysis of the digital image using (PIV) for (S/D) ratio =2 shows that the piles may behave as one unit while for (S/D) ratio =4 the piles may behave as semi-unit pile finally, for (S/D) ratio =6 the piles may behave as two isolated piles. Also in this research a numerical study is done by the PLAXIS 3D analyses, it is used to make comparison between the numerical study and experimental work on the load- deflection curve of single pile and the lateral displacement along single pile. It is shown that the results of the numerical analyses by PLAXIS 3D for load- displacement curve and the lateral displacement along single pile with PIV are in good alignment with those found from the laboratory work for all the (L/D) ratios. In contrast, numerical analysis results for the lateral displacement without PIV are found to be underestimated compared to experimental work.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.