طراحی و مدل‌سازی عددی دستگاه ضربه‌زن سبک برای تراکم دینامیکی با انرژی کم به روش اجزاء محدود

نویسندگان

1 مربی گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دزفول

2 استادیار گروه مهندسی عمران و ژئوتکنیک، دانشگاه یاسوج

3 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد رامهرمز، دانشگاه آزاد اسلامی، رامهرمز

doi
10.22060/ceej.2021.19978.7305
چکیده

هدف این پژوهش، به دست آوردن روشی است که تمام پارامترهای دینامیکی به راحتی و با روش‌های عددی به ‌دست آورد و همچنین بتوان پس از اعمال هر ضربه، پارامترهای دینامیکی خاک را پیش‌بینی و با رسیدن به تعداد ضربه پیش‌بینی شده عملیات تراکم پایان پذیرد و مقدار مطلوب پارامتر دینامیکی مورد نظر هم تأمین شده باشد. در پژوهش حاضر، 4 نوع دستگاه ضربه‌زن با ابعاد متفاوت روی خاک ماسه‌ای با استفاده از نرم‌افزار آباکوس مدل‌سازی و با استفاده از روش سختی موج فعال شده پارامترهای دینامیکی مربوط به هر دستگاه برای ماسه سست استخراج شده و معلوم می‌گردد کدام دستگاه در چه موقعیتی دارای بیشترین بازده می ­باشد. با به دست آوردن حداکثر سرعت ذره با استفاده از نرم‌افزار اجزاء محدود در هر یک از دستگاه‌های ضربه‌زن، فاصله ایمن برای هر دستگاه به ازای هر ضربه به ‌دست آمد. نتایج حاکی از آن است که فاصله غیر ایمن دستگاه ضربه‌زن از محل اصابت ضربه با افزایش وزن ضربه‌زن افزایش یافته است. در این تحقیق دستگاه ضربه‌زن سبک با مشخصات وزن کوبه 875 کیلوگرم، ارتفاع سقوط 1متر، فاصله غیر ایمن افقی 3/80 متر، فاصله غیر ایمن عمودی2/30 متر، تعداد ضربه مورد نیاز برای رسیدن به بیشینه‌ی سختی 5 ضربه و عمق بهبود یافته زیر پی 0/9 الی 1/2 متر بر روی خاک سست طراحی و مقدار خطای نسبی 5 درصد محاسبه شده است. عمق بهبود به دست آمده با استفاده از روش عددی با نتایج سانتریفیوژ در شتاب‌های 1g، 10g، 20g، 30g و نتایج صحرایی پرویزی و مریفاید، آلن، ماکسول و بریاد همخوانی دارد.