السلوك الانفعالي لمجموعة الخوازيق في التربة المتماسكة

ملخص البحث:

دراسة الأساسات العميقة المتعرضة إلى أحمال خارجية يعتبر موضوع هام للمهندسين الجي وتقنيين في السنوات الأخيرة. تعتبر الخوازيق من أكثر أنواع الأساسات العميقة انتشارا التي تستخدم لنقل الأحمال من الهيكل الإنشائي للمنشأ الي التربة التحتية. إن تقدير هبوط مجموعة الخوازيق اصبح واحدا من اهم مهام المهندسين الجيو تتقنيين للوصول الي تصميم امن واقتصادي.

في هذا البحـــث تم تقديم نموذج عددي لتمثيل سلوك مجموعة الخوازيق في التربة المتماسكة المتعرضة الي احمال راسية. تم تمثيل الســـلوك اللدن الا خطي للترية بواسطة نمــوذج ‘Drucker-Prager‘ المرن اللدن. تم إستخدام النتائج الحقلية لخزان مرتكز على مجموعة خوازيق لتاكيد فاعيلية النموذج المستحدث. تمت مقارنة النتائج الحقلية والعددية المحسوبة بواسطة برنامج عددي يستخدم طريقة العناصر المحددة. لدراسة العوامل المؤثرة على سلوك مجموعة الخوازيق تم عمل ثمانية نماذج عددية لمجموعة خوازيق مختلفة الاطوال. استحدث نموذج عددي بسيط من نتائج هذه الدراسة بحيث تمكن المهندس الجيوتقنيقي للوصول الي تصميم أمثل لمجموعة الخوازيق المختلفة في الطول تحت المنشا الواحد.

علاوة على ما سبق, قدمت طريقة مبسطة لحساب هبوط مجموعة الخوازيق تحت تاثير الاحمال الراسية. هذه الطريقة تمكن من حساب الهبوط الحادث لمجموعة الخوازيق في وقت قصير وبدقة مقبولة. ونتيجة لهذه الدراسة, تم تقديم تقنية استخدام الخازوق الهبوط المقاس في اختبار الحقل من الخازوق المفرد تحت تاشير حمل راسي لتقدير هبوط مجموعة الخوازيق.

من اهداف هذا البحث تحديد مجموعة العوامل المؤثرة على تغيير اطوال الخوازيق في نفس المجموعة وذلك للوصول الي تصميم امن واقتصادي. وايضا استخدام نتائج اختبار الخازوق المفرد في الحقل لتقدير هبوط مجموعة الخوازيق.

ABSTRACT

Studying of deep foundation subjected to different external loads has been a subject of great interest in geotechnical engineering through the last decades. Piles are amongst the deep foundation elements that are introduced into soil to transmit loads acting on the super structure to the foundation soil. Reliable prediction of the deformational behavior of pile group remains one of the major and important tasks that the geotechnical engineer has to deal with, to achieve a safe and economic design.

In this study, the proposed numerical method is utilized to simulate the behavior of pile groups subjected to vertical loads. The complicated nonlinear soil behavior is studied by utilizing Drucker-Prager elasto-plastic constitutive model. The instrumentation results of a well-instrumented case history are used to calibrate and verify the proposed numerical model by comparing the results of numerical modeling using finite element method and the corresponding measured deformations and loads. A parametric study for eight piled raft configurations has been analyzed by means of three-dimensional elasto-plastic finite element code. In the parametric study, the pile lengths have been varied. The results of the implemented parametric study are presented in the form of a simple design methodology that enables the geotechnical engineer to achieve an optimized design for pile groups.

Furthermore, a simplified analytical method for calculating the settlement of piled raft based on elastic solutions is presented. This method enables a quick estimate of the settlement of pile groups. Comparisons are made between the measured deformation and calculated deformation using the analytical method. These comparisons provide an insight into utilizing the analytical method to evaluate deformational behavior of pile groups from single pile load test data.

The main objectives of this thesis are to provide the factors controlling the role of dissimilarity for pile lengths in the same group in order to reach an optimized design. Also to propose a design procedure to incorporate the load displacement behavior of single piles into deformational analysis of pile groups in cohesive soils.

Keywords: pile groups; nonlinear soil behavior; numerical method; load tests; elasto-plastic constitutive model; Drucker-Prager; analytical method and elastic solutions.