مدلسازی سه بعدی بستر های ماسه ای ژئوسل
مدلسازی عددی سه بعدی :
مدل سازی عددی ژئوسل لانه زنبوری پیچیده همیشه برای همه یک چالش بزرگ و سخت بوده است و ساختار آن به طور کلی،
رویکرد ترکیبی معادل برای مدلسازی ژئوسل‌ها اتخاذ میشود.
با رویکرد کامپوزیت ، کامپوزیت ژئوسل – خاک به عنوان لایه خاک با استحکام بهبود یافته در نظر گرفته می شود.
اگرچه این رویکرد بسیار ساده است، اما مدلسازی ژئوسل‌ها به عنوان لایه خاک غیرواقعی و مقادیر سخت است .
این مقاله یک رویکرد مدلسازی واقعی‌تر برای مدلسازی ژئوسل‌ها به صورت سه بعدی (3 بعدی ) ارائه می‌کند :
چارچوب شبیه سازی های عددی باتشکیل شکل لانه زنبوری سه بعدی واقعی انجام شده است.
ژئوسل‌هابااستفاده ازبسته تفاضل محدود FLAC3D
( تحلیل لاگرانژی سریع Continua )
ژئوسل ها با استفاده از عنصر ساختاری ژئوگرید موجود در FLAC3D با گنجاندن عنصر رابط علاوه بر مدل سازی ژئوسل ها ،
دومورددیگریعنی فقط ژئوگریدوژئوسل باموارد ژئوگرید پایه اضافی نیزمدل‌سازی شده است.
در اینجا مشخص شد که ژئوسل ها توزیع می شوند و بار به صورت جانبی و
به عمق نسبتا کم درمقایسه با موردغیر مسلح و ژئوگرید مورد تقویت شده مدل عددی نیزبامطالعات تجربی و نتایج تایید شد.
ژئوسل هاتوافق خوبی بایکدیگردارندوازمدل عددی معتبراستفاده شده است.
تاثیرخواص مختلف ژئوسل :
این عملکردبسترفونداسیون مستقیماًتحت تأثیرمدل وارتفاع ژئوسل ها قرارگرفته است.
به طور مشابه، اندازه جیب ژئوسل به طور معکوس عملکرد تخت تقویت شده تأثیرمی گذارد.
ژئوسل باسطح بافت دارعملکرد بهتری نسبت به ژئوسل باسطح صاف داشته است این موردبسیار موردتوجه قرارگرفته است.
همیشه نمی توان به مطالعات تجربی وابسته بود به خصوص در زمنیه طراحی و تحلیل مسائل پیچیده ژئوتکنیکی !
زیرا ، این مطالعات اغلب وقت گیر و دست و پا گیر هستند اگرچه آن ها نتایج قابل اعتمادی را تولید می کنند اما اغلب ،
محاسبات طراحی آن نیاز به محاسبات سریع برای درک و تأثیر در انواع مختلف دارد .
پارامترهای کلیدی:
طراحی در چنین شرایطی ( عددی مدل سازی ) محبوب ترین تکنیک است. شبیه سازی عددی ژئوسل ها آن چندان آسان نیست !
ساختارلانه زنبوری سه بعدی پیچیده به طور کلی،ازرویکرد ترکیبی معادل برای مدلسازی ژئوسل‌ها استفاده میشود
ازکامپوزیت ژئوسل-خاک به عنوان لایه خاک بهبود یافته یادمی شود.
اگرچه این رویکرد بسیار ساده است، اما غیرواقعی است !!!
ژئوسل در FLAC3D با اختصاص شکل مربع به هندسه
سلول رویکرد مشابه نیز توسط لشچینسکی لینگ ( b 2013 ) در حین مدلسازی ژئوسل تقویت شده یافتند .
تنش ها را به طور یکنواخت در امتداد حاشیه ژئوسل ها توزیع کنید
به همین دلیل است که بیشتر ژئوسل های تجاری موجود امروزه دارای ساختارهای لانه زنبوری است .
مدل پیشنهادی از انحنا ها مراقبت می کند و از این رو ، دقت را افزایش می دهد .
پس نتایج دراین راستابه پیشرفت دانش درشبیه سازی عددی ژئوسل های به دست آمده استفاده میشود.
در روش کامپوزیت معادل کامپوزیت ژئوسل-خاک به عنوان لایه خاک بامقادیر مقاومت و سختی بهبود یافته عمل می‌کند.
اگرچه این رویکرد بسیار ساده است اما مدلسازی ژئوسل به عنوان لایه خاکی غیر واقعی است. این مقاله یک رویکرد مدلسازی واقع‌گرایانه را برای مدلسازی ژئوسل ها در چارچوب سه بعدی ( 3D ) ارائه می‌دهد.
شبیه‌سازی‌های عددی :
ژئوسل ها با استفاده از المان ساختاری ژئوگرید موجود در FLAC 3D با استفاده از المان فصل مشترک مدلسازی می‌شوند .
علاوه بر مدلسازی ژئوسل ها ، دو حالت دیگر، یعنی تنها ژئوگرید و ژئوسل با نمونه‌های ژئوگرید اضافی، مدلسازی شدند .
مدل عددی نیز با مطالعات آزمایشگاهی اعتبارسنجی شد و نتایج نشان دادند که با یکدیگر همخوانی خوبی دارند.
برای بررسی تأثیرویژگی‌های مختلف ژئوسل بر عملکرد بسترهای فونداسیون مسلح شده مورداستفاده قرار گرفته است.
عملکرد بستر فونداسیون به طور مستقیم تحت تأثیر مدول و ارتفاع ژئوسل قرار دارد.
به طور مشابه اندازه گودی ژئوسل به طورمعکوس برعملکرد بسترهای مسلح شده تأثیر گذاشته
وژئوسل باسطح بافتی عملکرد بهتري نسبت به سطح صاف نشان داده است.
مشکلات مختلف ژئوتکنیکی مربوط به ژئوسل هادرتحقیق حاضر،شکل واقعی ژئوسل ها بوده است وژئوسل مدل سازی شده.
مواد ژئوسل :
مدل های سازنده مختلف به منظور شبیه سازی حالت واقعی سناریو قابل درک است
بایدمدل های عددی باشندتایید شده بانتایج تجربی!
همینطور برای اطمینان از صحت این نتایج از این رو،
آزمایش ها برروی بستر شن وماسه تقویت شده با ژئوسل انجام شد
و نتایج آزمون ها مدل 1 گرم برای اعتبار سنجی FLAC3D استفاده شد .
نتایج ابعاد مدل برابر با نگه داشته شدن ابعاد بستر آزمایشی مورد استفاده در آزمایشات ژئوسل خواص مشابه با مطالعه تجربی در استفاده شدن
مدل سازی مدل تایید شده برای تاثیرخواص مختلف ژئوسل برعملکرداستفاده شد.
ژئوسل های پایه تقویت شده پارامتردرنظر گرفته شده درمطالعه حاضر مدل ژئوسل ارتفاع ژئوسل است .
بررسی رویکردترکیبی:
روش ترکیبی معادل (ECA) به طور کلی استفاده می شود و مدلسازی ژئوسل ها در چار چوب دو بعدی در این رویکرد است .
ژئوسل پرشده با ماسه به عنوان لایه خاک مرکب مدل سازی شده است.
پارامترمقاومت وسختی بهبود یافته شده است.
بسیاری از محققین گزارش کرده اند که محصور شدن ژئوسل ماسه باعث القای شن و ماسه می شود .
همانطور که مشاهده میکنیم :
تست آزمایشی ژئوسل به عنوان لایه خاک با مدل سازی شد و بهبود خواص استحکام و سفتی رفتار خاک بود .
مدلسازی با استفاده از معیار شکست Mohr – Coulomb کاملا پلاستیکی با استفاده از تقارن ،
به منظور کاهش تلاش محاسباتی مدل سازی شد و این جابجایی در امتداد مرز پایین فقط در جهت افقی مهار می شود ،
پیوستA مقادیرمشابه تجزیه تحلیل استفاده شده است.
هنگامی خواص از کامپوزیت معادل تعیین می شود که رویکرد در تجزیه و تحلیل مشخص شده باشد.
اگرچه ECA راه ساده ای برای مدل سازی ژئوسل ها در را ارائه می دهد. اما چند بعدی ، محدودیت های خاصی دارد .
در مرحله اول : ظرفیت باربری پایه تقویت شده ژئوسل را برآورد می کند .
اگر ترکیبی از تقویت‌کننده ها ( به عنوان مثال ترکیب ژئوسل و ژئوگرید ) ارائه شوند و
در این زمینه بسیار رایج است که علاوه بر ECA را می توان فقط برای ژئوسل هایی با نسبت ابعاد بین 0.5 و 2.1 استفاده کرد
برای غلبه بر این محدودیت‌ها ، رویکرد واقعی‌تر مدلسازی است !
ژئوسل با استفاده از عنصر ساختاری ژئوگرید مدلسازی شدند :
رفتار ژئوسل رابط بین ژئوسل و خاک به صورت خطی با معیار عملکرد مور کولن مدلسازی شدند .
ژئوسل ها با استفاده مدل سازی سه بعدی تفاضل محدوده مجتمع ساختار لانه زنبوری ژئوسل چند سلولی با موفقیت انجام شد..
مدل سازی شده با استفاده از عناصر ساختاری ژئوگرید FLAC3D پر کننده خاک ژئوسل ساختار متفاوت مدل سازی شدند .
و این مدل ها به منظور شبیه سازی سناریوی مورد واقعی با مطالعات تجربی تایید شدند
دریافت کردند که نتایج توافق خوبی با یکدیگر دارند .
ژئوسل ها بار را در عمق کمتری به نسبت توزیع می کنند و بستر تقویت نشده
ژئوگریدتقویت شده درعوض باردرجهت جانبی به مناطق وسیع توزیع میکنند .
از این رو با کاهش تنش عمودی بستر دریافت کردند ژئوسل با سطح بافت دار عملکرد بهتری نسبت به ژئوسل با سطح صاف دارد .
استحکام کششی ژئوسل بیشتر مسئول انتقال قدرت به آن است .
تخته فونداسیون درمقایسه با سایرخواص ارائه شده از ژئوگرید ژئوسل باعث بهبود بیشترمی شود.
عملکردبسترخاکی تقویت شده واسطه غشاءسازوکار
اگرچه مدل سازی ژئوسل ساده می باشد اما محدودیت های خاصی نیز به همراه دارد .
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید ؟در گفتگو ها شرکت کنید!