مدل آزمایشگاهی شالوده‌ سطحی توربین‌‌های بادی واقع بر خاک ماسه‌ای مسلح شده با ژئوگرید

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه علو م وتحقیقات، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی اراک، ایران

4 دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

چکیده

شالوده توربین‌های بادی علاوه بر نیروهای قائم، نیروهای افقی و لنگرهای واژگونی را نیز تحمل می‌کنند. این لنگرهای خمشی در وهله نخست از باد و اغلب از نیروی زلزله ناشی می‌شوند که منجر به کاهش ظرفیت باربری شالوده می‌گردد. برای این سازه‌ها پی‌های دایره‌ای اقتصادی‌تر از اشکال دیگر است؛ زیرا جهت واژگونی ناشی از باد و زلزله ثابت نیست، از طرفی برای افزایش ظرفیت باربری این شالوده‌ها، تقویت یا تسلیح خاک احساس نیاز می‌شود. در این تحقیق اثر لنگر ناشی از باد (خروج از محوریت بار) بر روی شالوده‌ دایره‌ای به قطر 12 سانتی‌متر به‌صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است، سپس جهت جبران کاهش ظرفیت باربری از یک لایه ژئوگرید در فواصل 3، 5 و 7 سانتی‌متر از کف پی استفاده شد. نتایج آزمایش‌ها افزایش حداقل 2 برابری ظرفیت باربری را در شرایط بهینه تسلیح نشان می‌دهند. همچنین اثر تسلیح و خروج از محوریت بار بر روی ضریب عکس‌العمل بستر، دوران پی و ضریب ارتجاعی خاک بررسی گردیده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Model for Shallow Foundation of Wind Turbines on Reinforced Sand with Geogrid

نویسندگان [English]

  • Mahdi Kharaghani 1
  • Ehsan Badakhshan 2
  • Mohammad Ebrahimi far 3
  • Mohammad Hosseinzadeh 4
  • Amirhossein Ghsemipanah 4
1 Islamic Azad University Tehran Science and Research Branch
2 Faculty of Civil, Water & Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
3 Islamic Azad University , Arak, Tehran
4 Imam Khomeini International University
چکیده [English]

Wind turbines foundation in addition to vertical loading are subjected to horizontal seismic and wind forces that cause eccentric loading and reduce the soil bearing capacity. For wind turbine, circular foundations are more economical than other forms because it can is not fixed to the reversal of wind and earthquake. In the last three decades, Geosynthetics application is common to increase the ultimate bearing capacity. In this study, the behavior of circular foundation under axial and eccentric loading in two conditions of unreinforced and reinforced with one layer of geogrid reinforcement have been studied experimentally. A surface circular footing 120 mm in diameter (D) was used as shallow foundation. The model tests were carried out in a square Plexi glass tank of size 0.6 × 0.6 × 0.6 m. Dry sandy soil used in tests with relative density of 60%. Parameters considered in this study include the depth of reinforcement layer from the surface (3, 5 and 7 cm) and load eccentricity. It was found that the geogrid reinforcement layer improved the load- settlement response. Bearing capacity ratio (BCR), defined as the ratio of load for a given settlement in geogrid- reinforced case to that for the same settlement in unreinforced case. It was shown that with increasing load eccentricity, when the reinforcement was placed in depth of 5 cm (u/D=0.42), the BCR improves significantly. Results showed that the distance of 5 cm for the one layer of geogrid will result in greatest improvement for the ultimate bearing capacity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Load Eccentricity
  • Circular Footing
  • Geogrid
  • Modulus of Subgrade Reaction
  • Footing Tilt