تاثیر تغییر گام پره پیچشی بر روی ظرفیت بیرون کشش شمع بوسیله‌ی دستگاه یونیورسال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

2 مهندسی عمران ، دانشگاه شهید رجائی.عضو هیات علمی

چکیده

در این مقاله به این سوال پاسخ داده می‌شود که استفاده از شمع‌های پیچشی چه تاثیری بر بهبود عملکرد در بیرون‌کشش و جابجایی ناشی از کشش خواهد داشت. از ماسه شهریار با دانسیته نسبی 70% استفاده شده و متراکم‌سازی خاک توسط کوبش است. برای انجام کشش از دستگاه یونیورسال Zwick/Roell Z160 استفاده شده است. با توجه به ابعاد دستگاه، ظرف مربوط به آزمایش طراحی شده و با استفاده از تحلیل ابعادی و بی‌بعدسازی به روش پی‌باکینگهام، مدل‌سازی فیزیکی شمع پیچشی انجام شده‌است. پس از ساخت نمونه‌ها‌ی آزمایشگاهی با گام‌های 13، 20 و 25 میلی‌متر به بررسی عملکرد رفتار شمع ساده و پیچشی پرداخته شد و تاثیر گام بررسی گردید. حداکثر ظرفیت بیرون‌کشش و جابجایی متناظر با آن استخراج شد و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که حداکثر ظرفیت بیرون‌کشش شمع پیچشی با گام‌های 13، 20 و 25 میلی‌متر نسبت به شمع معمولی %453.57، %518.66 و %436.24 افزایش دارد. هنگامی که نسبت گام پره پیچشی به قطر شفت مرکزی شمع مابین 1 تا 1.5 است، ظرفیت بیرون‌کشش بواسطه‌ی اصطکاک ایجاد شده و وزن ماسه بر روی پره به عنوان عامل مقاوم بهبود می‌یابد. با افزایش نسبت S/d به 1.92 میزان پیچ خوردگی پره افزایش می‌یابد و از عامل مقاوم وزن ماسه بر روی پره‌ها کاسته می‌شود؛ به‌این‌ترتیب ظرفیت بیرون‌کشش نسبت به دو حالت قبلی کاهش می‌یابد. در شمع معمولی بدلیل نبود پره پیچشی جابجایی متناظر با حداکثر نیروی بیرون‌کشش کمتری نسبت به شمع پیجشی رخ داد. نتایج نشان می‌دهد که جابجایی شمع‌های پیچشی تقریباً با یکدیگر برابرند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of pile pitch variation on the uplift capacity using UTM apparatus

نویسندگان [English]

  • Pouya Nouhi Hefzabad 1
  • Mohamad Ali Arjomand 2
1 Faculty of Civil Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran
2 Assistant Professr, Faculty of Civil Eng., Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

This article addresses the question of how the use of helical piles will improve the uplift capacity and displacement. Shahriar sand has been used with the relative density of 70% and the compression operation has been performed using hammering. The universal Zwick/Roell Z160 apparatus has been employed for tensile. With regard to the dimensions of the apparatus, the sand container was designed and physical modeling of the helical pile has carried out using dimensional analysis and nondimensionalization by Buckingham π theorem. After fabricating of the pile sample with pitch of 13, 20 and 25 mm, the behavior of simple and helical piles were investigated and the effect of pitch was examined. The maximum uplift capacity and its associated displacement were extracted and analyzed. The results show that the maximum uplift capacity of helical piles with pitch of 13, 20 and 25 mm in comparison with the simple pile increased 453.57%, 518.66% and 436.24%, respectively. When the ratio of the pitch/central shaft diameter is between 1 and 1.5, the tensile capacity is improved by the generated friction and the weight of sand on the blade as a resisting factor. By increasing the ratio of S/d to 1.92 the blade torsional angle increases and the sand weight on the blades decreases. Therefore, the uplift capacity is reduced compared to the previous two. The outputs show that the displacements of helical piles are approximately equal.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reinforcement
  • Helical pile
  • Sand
  • Experimental Method
  • UTM apparatus