مشخصات هندسه مدل، شمع، پارامترهای خاک و شمع و المانهای حدواسط

برای مدل کردن مسئله، از پنج نوع خاک با پارامترهای مقاومتی مانند جدول ۱ استفاده شده است. خاک مدل اول از نوع رسی و خاک مدل دوم از نوع ماسهای بوده و رفتار هر دو نوع خاک با مدل رفتاری موهر- کولمب مدل شده است. خاک نوع سوم تاثیری در رفتار شمع نداشته و فقط برای مدل کردن المان شمع در بیرون از محدوده خاک مورد استفاده قرار گرفته است و پارامترهای مقاومتی آن بسیار پایین بوده و رفتار آن نیز الاستیک میباشد.

برای مدل کردن اثرات دستخوردگی خاک اطراف شمع در حین اجرای شمع و کوبش آن که بصورت لغزش و جداشدگی خاک از سازه اتفاق میافتد، از المانهای حدواسط (Interface Element) بین المان شمع و المانهای خاک استفاده گردیده است. مدل رفتاری این المانها همان مدل موهر-

کولمب میباشد. به این ترتیب که پارامترهای مقاومتی آن، مقادیر کاهش یافته پارامترهای مقاومتی خاک مجاور با استفاده از یک ضریب کاهش می باشد. در این مطالعه، مقدار ضریب کاهش مقاومت برابر با ۰/۷ در نظر گرفته شده است. به منظور تکمیل مدل سازی اندرکنش شمع-خاک، هرجا که شمع در مجاورت خاک قرار داشته از المانهای حدواسط با پارامترهای مقاومتی ارائه شده در جدول ۱ استفاده شده است.

برای مدل کردن شمع از المانهای تیری (Beam Element) استفاده شده و رفتار آن بصورت الاستیک کامل فرض شده است. برای تعریف المان تیر در این برنامه و برای محاسبه مقادیر صلبیت خمشی EI، صلبیت محوری EA می بایست مقادیر مدول الاستیسیته E، ممان اینرسی I و مساحت سطح مقطع معلوم باشد. در این تحقیق از یک شمع فولادی مربعی به طول ۲۰/۳۶ متر که ۱/۵ متر آن بالای سطح زمین قرار گرفته و ۱۸/۸۶ متر آن در داخل خاک مدفون می باشد و ابعاد و مشخصات آن طبق جدول شماره ۲ است، استفاده شده است(مرجع .([۶]

در خاکهای لایهای، عمق لایهها به تدریج از سطح زمین به سمت پایین افزایش مییابد. در هر مرحله، افزایش عمق لایهها ۲ متر در نظر گرفته شده است.