Kundi la marundo yenye mwinamo yaliyoingizwa kwenye mwamba (Batter Rock-Socketed pile group, BRS), ni mfumo wa msingi unaolenga, hasa katika miundo ya baharini na bandarini, kustahimili mizigo ya mlalo si kwa ugumu wa kupinda wa rundo pekee bali pia kwa nguvu za mgandamizo na mvutano zinazotokea kwenye mhimili wa rundo. Utafiti huu unaendeleza mfumo wa kinadharia wa kuhesabu tabia ya kubeba mzigo ya safu mbili za marundo ya BRS yaliyounganishwa na kofia ngumu ya marundo chini ya mizigo ya wima na mlalo.

Katika modeli, uhamisho wa mlalo, kutua kwa wima na mzunguko wa kofia ya marundo hubadilishwa kuwa mwendo wa kwenye mhimili na wa kuvuka mhimili kwa kila rundo lenye mwinamo. Mwili wa rundo umegawanywa katika sehemu tatu: maji ya bahari, udongo na sehemu iliyoingizwa kwenye mwamba; kwa kila sehemu hutumika miitikio tofauti ya udongo/mwamba na mahusiano ya uhamishaji wa mzigo wa mhimili. Rundo limemodeliwa kama boriti ya Euler–Bernoulli na milinganyo isiyo ya mstari imetatuliwa kwa mbinu ya tofauti zenye ukomo.

Mbinu hiyo imelinganishwa na majaribio ya modeli ya maabara yaliyochapishwa awali. Nadharia imeweza kuzaa upya kwa usahihi unaokubalika tabia ya mzigo–uhamisho, mgawanyo wa nguvu ya mhimili na sifa kuu ya momenti ya kupinda, hasa katika viwango vya awali na vya kati vya mzigo. Tofauti kati ya jaribio na modeli huongezeka inapokaribia hali ya mwisho.

Katika uchanganuzi wa vigezo, kipenyo cha rundo kilionyesha athari kubwa zaidi kati ya vigezo vilivyochunguzwa. Kuongeza kipenyo kutoka 1,0 m hadi 2,5 m kuliongeza mzigo uliobebwa katika kutua kwa wima kwa 40 mm kutoka takriban 25,7 MN hadi 88,6 MN, na mzigo wa mlalo katika uhamisho wa mlalo wa 50 mm kutoka 1,235 MN hadi 6,645 MN. Katika jiometri iliyochunguzwa, β=10° ilitoa matokeo bora zaidi kwa uwezo wa kubeba wima, huku upinzani wa mlalo ukiendelea kuongezeka kwa pembe kubwa zaidi za mwinamo. Kuongeza nafasi kati ya marundo kutoka 3Dp hadi 5–7Dp kulipunguza kwa kiasi kikubwa athari ya kundi, na baada ya 7Dp faida ya ziada ikawa ndogo.

Kwa nini kundi la marundo ya BRS hutumiwa?

Gati za juu zinazotegemezwa na marundo na miundo ya baharini zinaweza kubeba kwa wakati mmoja mzigo wa wima, mzigo wa mlalo na momenti ya kupindua. Pia hukumbwa na mizigo inayojirudia kama mawimbi, mikondo, upepo na athari za meli wakati wa kutia nanga. Mfumo wa msingi wa aina hii unahitaji si uwezo wa kubeba wima pekee, bali pia ugumu wa mlalo na tabia ya kutosha katika hali ya matumizi.

Marundo ya wima yaliyoingizwa kwenye mwamba yanaweza kuhamisha mizigo ya mhimili kwa ufanisi hadi kwenye mwamba. Hata hivyo, rundo linapowekwa kwa mwinamo, sehemu ya mzigo wa mlalo inaweza kubadilishwa kuwa nguvu ya mgandamizo au mvutano kwenye mhimili wa rundo. Kwa hivyo si lazima upinzani wote wa mlalo ubebwe na momenti ya kupinda kwenye kichwa cha rundo.

Huu ndio utaratibu wa msingi wa faida ya mfumo wa BRS: ubadilishaji wa nguvu unaotokana na jiometri yenye mwinamo hufanya kazi pamoja na miitikio ya udongo na mwamba.

Mwendo wa kofia ya marundo huhamishwaje kwa marundo yenye mwinamo?

Utafiti hubadilisha mienendo mitatu ya msingi ya kofia ngumu ya marundo — uhamisho wa mlalo, uhamisho wa wima na mzunguko — kwenda kwenye mfumo wa mhimili wa ndani wa kila rundo. Hivyo, kutoka kwenye mwendo mmoja wa jumla wa kofia ya marundo, vipengele tofauti vya uhamisho wa mhimili na wa kuvuka mhimili huhesabiwa kwa kila rundo.

Dhana kuu za modeli

Suluhisho la kinadharia linategemea dhana kuu tano:

Kwanza, sehemu za rundo hufuata dhana ya sehemu tambarare katika nadharia ya boriti ya Euler–Bernoulli. Pili, rundo huchukuliwa kuwa elastiki–plastiki kamilifu; baada ya bawaba ya plastiki kuundwa, momenti ya kupinda katika sehemu husika hudumishwa kwenye momenti ya yield.

Tatu, kofia ya marundo ni mwili mgumu usiopata deformation. Nne, huchukuliwa kuwa marundo na kofia hayapati torsion na hupinda ndani ya ndege moja. Tano, huchukuliwa kuwa athari ya kundi la marundo inaweza kuwakilishwa kwa marekebisho ya mlalo na wima yaliyofafanuliwa katika tabaka za udongo na mwamba.

Kwa nini maeneo matatu tofauti ya rundo huhesabiwa kando?

Hali za kimekanika zinazolizunguka rundo hazifanani katika urefu wake wote. Ndani ya maji ya bahari, hakuna reaksi ya udongo inayohamishwa kwenye mwili wa rundo. Katika tabaka la udongo, reaksi ya upande, mikazo ya wima na mlalo yenye ufanisi, msuguano wa rundo–udongo na tabia isiyo ya mstari ya p–y huanza kufanya kazi. Katika sehemu iliyoingizwa kwenye mwamba, ugumu wa mazingira huwa mkubwa zaidi na hutumika reaksi ya mwamba pamoja na msuguano wa kiolesura cha rundo–mwamba.

Mkunjo wa p–y unatumika kwa nini?

Mkunjo wa p–y, unawakilisha uhusiano usio wa mstari kati ya uhamisho wa mlalo wa rundo katika kina fulani na reaksi ya upande inayotolewa kwa rundo na udongo au mwamba unaolizunguka.

Tofauti na mkabala rahisi wa chemchemi ya mstari, upinzani wa mazingira hubadilika kadiri rundo linavyohama. Utafiti hutumia mkabala wa kawaida wa p–y wa udongo katika tabaka la mchanga, na katika sehemu ya mwamba hutumia mahusiano ya reaksi ya kihiperboliki yaliyotengenezwa kwa mwamba dhaifu.

Kwa kundi la marundo, maeneo ya reaksi ya marundo jirani yanaweza kuingiliana. Kwa hiyo, uhusiano wa p–y unaotumiwa kwa rundo moja hautumiki moja kwa moja kwa rundo la kundi; vigawo vya kupunguza vinavyowakilisha athari ya kundi hujumuishwa kwenye modeli.

Mzigo wa mhimili huhamishwaje?

Nguvu inayotokea kwenye mhimili wa wima au wenye mwinamo haibebwi kwenye ncha ya rundo pekee. Msuguano wa uso wa pembeni katika violesura vya rundo–udongo na rundo–mwamba huhamisha mzigo hatua kwa hatua kwenda kwenye mazingira kadiri kina kinavyoongezeka.

Mwisho wa sehemu iliyoingizwa kwenye mwamba, upinzani wa ncha pia huanza kufanya kazi. Utafiti huhesabu reaksi hii ya ncha kwa uhusiano usio wa mstari wa kihiperboliki.

Bawaba ya plastiki huzingatiwaje katika modeli?

Momenti ya kupinda katika sehemu ya rundo inapofikia momenti ya yield, sehemu hiyo haichukuliwi tena kuwa elastiki kikamilifu. Modeli huhesabu momenti ya yield iliyosasishwa kupitia mwingiliano wa P–M unaozingatia athari ya pamoja ya nguvu ya mhimili na momenti ya kupinda.

Kikomo hiki kinapozidiwa, huchukuliwa kuwa bawaba ya plastiki imeundwa katika sehemu ya rundo na ugumu wa kupinda wenye ufanisi hupunguzwa ipasavyo. Hivyo suluhisho halibaki limefungwa kwenye ugumu wa awali wa elastiki pekee.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Mbinu ya tofauti zenye ukomo hutumikaje?

Milinganyo tofauti katika maji ya bahari, udongo na sehemu ya mwamba haipati suluhisho la moja kwa moja katika umbo lililofungwa; badala yake hubadilishwa kuwa nodi za hesabu zilizotenganishwa kwenye mhimili wa rundo. Kila segmenti hugawanywa katika idadi fulani ya elementi na milinganyo ya boriti ya daraja la nne huandikwa kwa kauli za tofauti zenye ukomo.

Katika mipito kati ya segmenti, mwendelezo wa uhamisho, mzunguko, momenti ya kupinda na nguvu ya kukata huhifadhiwa. Katika ncha ya rundo hutumika sharti la mpaka ambalo momenti na nguvu ya kukata katika mwelekeo wa kuvuka mhimili ni sifuri.

Suluhisho la kundi kwa iteresheni

Hesabu huendelea kwa iteresheni inayodhibitiwa na uhamisho. Kwanza hukadiriwa mwendo wa awali wa mlalo/wima na mzunguko wa kofia ya marundo. Hii hubadilishwa kuwa uhamisho wa ndani kwenye kichwa cha kila rundo.

Kisha, kwa kila rundo, huhesabiwa miitikio ya p–y, nguvu za mhimili, misuguano ya pembeni, momenti na masasisho ya ugumu. Nguvu kutoka kwenye marundo hurudishwa kwenye kofia ya marundo na kuunda reaksi ya jumla.

Kutokuwiana kati ya mzigo wa nje uliowekwa na reaksi iliyohesabiwa ya kofia ya marundo hubainishwa, na uhamisho mpya wa kofia huhesabiwa kwa kutumia matriksi ya ugumu. Mchakato huendelea hadi marekebisho ya uhamisho yashuke chini ya tolerance iliyofafanuliwa au kigezo cha kubeba/yield kianze kufanya kazi.

Tolerance ya convergence ya uhamisho iliyotumika katika chanzo ni 10⁻⁵.

Uthibitishaji kwa majaribio ya modeli

Mfumo wa kinadharia ulijaribiwa dhidi ya majaribio ya modeli ya maabara ya Zhuang na wenzake ya mwaka 2024. Tangi la jaribio lina urefu wa 1,5 m, upana wa 1,0 m na kimo cha 1,0 m.

Mfumo wa udongo uliundwa na tabaka la 50 cm la mchanga laini juu ya tabaka la 40 cm lililoiga mwamba dhaifu. Uzito wa ujazo wa mchanga ulikuwa 18,1 kN/m³ na pembe ya msuguano wa ndani 33°; uzito wa ujazo wa zege lililotumika kuiga mwamba ulikuwa 21,5 kN/m³ na nguvu ya kubanwa kwa mhimili mmoja 2,73 MPa.

Jumla ya marundo 20 ya modeli ya BRS yalitengenezwa kwa bomba la alumini lenye kipenyo cha nje cha 30 mm na unene wa ukuta wa 3 mm. Uwiano wa takriban wa skeli ya kijiometri ulikuwa 1:15. Kina cha sehemu ya mwamba kilikuwa takriban 15 cm, na pembe za mwinamo zilikuwa 0°, 10° na 20°.

Katika majaribio ya wima, mzigo uliwekwa kwa nyongeza za takriban 4 kN, na katika majaribio ya mlalo kwa nyongeza za takriban 0,4 kN.

Nadharia ilifuata majaribio kwa kiwango gani?

Katika mikunjo ya mzigo wa wima–kutua, nadharia ilionyesha ulinganifu unaokubalika na matokeo ya majaribio hasa katika hatua za awali na za kati za mzigo. Kwa marundo ya wima, ulinganifu huwa mkubwa katika sehemu kubwa ya wigo wa mzigo; kwa β=10° na 20°, tofauti huongezeka kadiri mzigo wa mwisho unavyokaribiwa.

Hii haimaanishi kuwa modeli si halali. Kinyume chake, inaonyesha kwamba baadhi ya taratibu zilizorahisishwa na nadharia huwa muhimu katika viwango vya juu vya mzigo: uhamasishaji unaoendelea wa kiolesura cha rundo–mwamba, kupotea kwa ugumu wa ndani, mwendo wa kofia ya marundo na athari za kijiometri/skeli zinazoweza kutokea katika jaribio halisi.

Nguvu ya mhimili inaenda wapi chini ya mzigo wa wima wa 24 kN?

Katika matokeo ya nadharia na majaribio, nguvu ya mhimili hubaki karibu thabiti katika tabaka za maji na mchanga, kisha hupungua haraka inapoingia kwenye sehemu ya mwamba.

Mgawanyo huu unaendana na kuhamishwa kwa sehemu muhimu ya nguvu ya wima kwenda kwenye mwamba unaozunguka katika urefu wa sehemu iliyoingizwa kwenye mwamba. Kuongeza pembe ya mwinamo hakubadili umbo kuu la mgawanyo; hata hivyo, huathiri mgawanyo wa mzigo kati ya rundo la mbele na la nyuma na kasi ya kupungua kwa nguvu katika sehemu ya mwamba.

Maeneo muhimu ya momenti ya kupinda

Thamani za momenti hujikusanya kwenye muunganisho wa kofia ya marundo na kwenye mpito wa mchanga–mwamba.

Muunganisho mgumu kwenye kofia ya marundo hupunguza mzunguko na uhamisho, hivyo huleta mahitaji makubwa ya kupinda. Kwenye mpaka wa mchanga–mwamba, ugumu wa mlalo wa mazingira huongezeka ghafla na mgawanyo wa momenti hubadilika upya.

Kwa hiyo, uwezo wa kubeba mzigo unapoongezeka haitoshi kuangalia utendaji wa jumla wa mzigo–uhamisho pekee; mahitaji ya momenti ya ndani ya sehemu nayo lazima yakaguliwe.

Kipenyo cha rundo, pembe ya mwinamo na nafasi hubadilishaje uwezo wa kubeba mzigo?

Katika uchanganuzi wa vigezo, vigezo vitatu havifanyi kazi kwa utaratibu mmoja: kipenyo huongeza ugumu wa sehemu pamoja na eneo la mwingiliano na udongo/mwamba; pembe ya mwinamo hubadilisha ugeuzaji wa nguvu kati ya mizigo ya mlalo na wima; nafasi kati ya marundo hudhibiti mwingiliano wa kundi na mkono wa momenti wa jozi ya mgandamizo–mvutano inayoundwa na kofia ya marundo.

Jiometri ya msingi ya modeli ya vigezo

Katika modeli rejea, kina cha maji ya bahari ni 8,3 m, tabaka la udongo ni 16,7 m na sehemu ya mwamba ni 5,0 m. Uzito wa ujazo wenye ufanisi wa mchanga ni 8,1 kN/m³, moduli ya elastiki 30 MPa na pembe yenye ufanisi ya msuguano wa ndani 33°.

Kwa tabaka la mwamba, uzito wa ujazo wenye ufanisi ni 11,5 kN/m³, moduli ya elastiki 352 MPa, kohezyoni yenye ufanisi 400 kPa na pembe yenye ufanisi ya msuguano wa ndani 42,6°.

Athari ya kipenyo

Athari ya kipenyo ni kubwa sana kwa sababu ugumu wa kupinda wa sehemu huongezeka kwa kasi huku eneo la mgusano ambalo udongo na mwamba unaozunguka rundo unaweza kuhamasishwa nalo likiongezeka pia.

Hata hivyo, kipenyo kikubwa si faida isiyo na gharama kwa kila hali. Chanzo kinasisitiza kuwa kipenyo kinapoongezeka, momenti za kupinda kwenye kofia ya marundo na kwenye kiolesura cha udongo–mwamba zinaweza pia kuongezeka.

Faida inayopungua kadiri kipenyo kinavyoongezeka

Ingawa kuongezeka kutoka 1,0 m hadi 2,5 m huleta ongezeko kubwa la jumla la uwezo, faida ya pembezoni ya kila ongezeko la kipenyo haifanani. Hasa katika tabia ya kubeba mlalo, mchango wa kila hatua ya ongezeko hupungua baada ya 1,5 m.

Kwa hiyo, hitimisho kwamba “kipenyo kikubwa zaidi daima ndicho suluhisho la kiuchumi zaidi” haliwezi kutolewa kutoka kwenye utafiti huu. Utafiti haufanyi uboreshaji wa gharama; unalinganisha tu tabia ya kimekanika ya kubeba mzigo.

Pembe ya mwinamo na uwezo wa wima

Uwezo wa kubeba wima hauongezeki mfululizo pamoja na pembe ya mwinamo. β=10° ilitoa thamani ya juu zaidi ya upinzani wa wima katika usanidi huu.

Sababu ya kimekanika ni kwamba mwinamo wa wastani unaweza kubadilisha sehemu ya mwendo wa wima wa kofia ya marundo kuwa reaksi ya kuvuka mhimili ya rundo–udongo/mwamba na hivyo kuhamasisha upinzani wa ziada. Mwinamo unapoongezeka zaidi, uhamisho wa kuvuka mhimili na mahitaji ya momenti pia huongezeka.

Pembe ya mwinamo na uwezo wa mlalo

Chini ya mzigo wa mlalo kuna tabia tofauti. Katika wigo wa 0–30° uliochunguzwa, upinzani wa mlalo huongezeka kadiri mwinamo unavyoongezeka.

Rundo lenye mwinamo hubadilisha sehemu kubwa zaidi ya mwendo wa mlalo wa kofia ya marundo na athari ya kupindua kuwa nguvu za mgandamizo–mvutano kwenye mhimili wa rundo. Kwa hiyo mfumo hautegemei tu kupinda kwenye kichwa cha rundo.

Matokeo haya mawili yakitathminiwa pamoja, si sahihi kuzungumzia “pembe bora” moja. Utendaji chini ya mzigo wa wima na utendaji chini ya mzigo wa mlalo unaweza kuunda malengo tofauti ya usanifu.

Athari ya nafasi kati ya marundo

Katika nafasi ndogo kama W=3Dp, maeneo ya reaksi ya udongo ya marundo jirani huingiliana zaidi. Hali hii hupunguza uwezo wa kila rundo kutumia udongo unaolizunguka kwa kujitegemea.

Nafasi inapoongezwa, faida mbili hutokea. Kwanza, athari ya “group shadowing” hupungua. Pili, mkono wa momenti kati ya mgandamizo katika rundo moja na nguvu ya mvutano katika jingine inayosababishwa na mzunguko wa kofia ya marundo huongezeka.

Katika kutua kwa 40 mm, W ilipoongezwa kutoka 3Dp hadi 9Dp, mzigo wa wima uliongezeka kutoka takriban 23,56 MN hadi 27,09 MN. Hata hivyo, sehemu kubwa ya faida hutokea katika wigo wa 3Dp→5Dp, na ongezeko kati ya 7Dp→9Dp hubaki dogo sana.

Kwa sababu hii, sehemu ya hitimisho ya chanzo inasisitiza kuwa kuongezeka kutoka 3Dp→7Dp huongeza upinzani wa wima na wa mlalo, lakini baada ya 7Dp faida ya ziada hupungua.

Je, modeli inawakilisha tabia yote ya msingi halisi wa baharini?

Hapana. Utafiti unatoa mfumo wa kimekanika wa vipimo viwili wenye nguvu na unaoweza kudhibitiwa kihesabu; hata hivyo, kwa sababu ya dhana kama kofia ngumu ya marundo, deformation katika ndege moja na mahusiano yaliyofanywa kuwa ya kiideal ya p–y/uhamishaji wa mzigo, hauwezi kutatua taratibu zote za vipimo vitatu na maendeleo ya uharibifu katika tabia halisi ya eneo.

Dhana ya kofia ngumu ya marundo

Katika hali halisi, kofia ya marundo inaweza isiwe ngumu kabisa. Deformation ya kofia yenyewe inaweza kubadili kitovu cha mzunguko wa mfumo pamoja na mgawanyo wa nguvu ya mhimili na momenti kati ya marundo ya mbele na ya nyuma.

Katika utafiti huu, dhana ya kofia ngumu hufanya mahusiano ya upatanifu wa kihesabu kuwa wazi na rahisi kudhibiti; lakini hasa kwa kofia kubwa au zinazonyumbulika, ukaguzi mahsusi wa eneo unahitajika.

Kikomo cha modeli ya vipimo viwili

Misingi halisi ya bandari inaweza kukumbwa kwa wakati mmoja na mzigo wa mlalo, mzigo wa wima, momenti ya kupindua, torsion, nguvu za mawimbi na athari za kugonga wakati wa kutia nanga.

Mfumo huu wa kinadharia hudhani kuwa marundo na kofia ya marundo hupinda ndani ya ndege moja ya wima. Kupinda nje ya ndege na torsion havimodeliwi moja kwa moja.

Kwa nini kosa huongezeka inapokaribia hali ya mwisho?

Mzigo unapoongezeka, taratibu za ndani ambazo ni vigumu kuwakilishwa kikamilifu kwa modeli ya boriti–chemchemi ya mwelekeo mmoja zinaweza kuwa muhimu zaidi:

kujitengea na kutokea kwa pengo kati ya rundo na udongo, kulainika kwa msuguano wa pembeni, uharibifu unaoendelea kwenye kiolesura cha sehemu ya mwamba, kupondwa kwa ndani kwa mwamba dhaifu, maendeleo ya bawaba ya plastiki na deformation halisi ya kofia ya marundo.

Kwa hiyo, ulinganifu wa jaribio–nadharia ni wa juu zaidi katika viwango vya awali na vya kati vya mzigo, na wa chini zaidi unapokaribia hali ya mwisho ya kubeba mzigo.

Kwa nini uchaguzi wa mikunjo ya p–y ni muhimu?

Reaksi ya mlalo inayotabiriwa na modeli inategemea moja kwa moja umbo la mkunjo wa p–y. Vivyo hivyo, msuguano wa mhimili, upinzani wa sehemu ya mwamba na vigawo vya kupunguza kwa kundi la marundo vinaathiri moja kwa moja uwezo wa kubeba mzigo.

Vigezo hivi vyote vinaweza kubadilika kulingana na utabaka wa udongo, ubora wa mwamba, ukwaruzaji wa kiolesura, historia ya mikazo na hali za eneo. Hii ndiyo sababu kuu ya mapendekezo ya waandishi ya kufanya kalibresheni mahsusi kwa eneo.

Ujumbe mkuu kwa mtazamo wa uhandisi

Utafiti huu unaonyesha kuwa katika usanifu wa marundo ya BRS haitoshi kuzingatia kigezo kimoja tu cha kijiometri.

Kipenyo kina athari kubwa zaidi kwa jumla kwenye uwezo, lakini kinaweza kusababisha mahitaji makubwa zaidi ya momenti. Pembe ya mwinamo huweka uwiano tofauti kati ya utendaji wa wima na wa mlalo. Nafasi kati ya marundo hubadilisha mwingiliano wa kundi katika udongo pamoja na mgawanyo wa nguvu za kimuundo.

Kwa hiyo, usanifu mzuri wa kimekanika wa BRS si kuchagua tu mchanganyiko wa “kipenyo kikubwa zaidi + pembe kubwa zaidi + nafasi pana zaidi”. Kutua kwa wima, uhamisho wa mlalo, uwezo wa momenti, athari ya kundi, jiolojia ya eneo na jiometri ya muundo lazima zitathminiwe kwa pamoja.

Hitimisho

Utafiti unatoa modeli ya kimekanika inayoweza kutatua tabia ya makundi ya safu mbili za marundo yenye mwinamo yaliyoingizwa kwenye mwamba chini ya mizigo ya wima na mlalo ndani ya mfumo mmoja wa iteresheni.

Ikilinganishwa na majaribio, modeli inawakilisha kwa kiwango kinachokubalika tabia isiyo ya mstari ya mzigo–uhamisho pamoja na mgawanyo mkuu wa nguvu ya mhimili na momenti ya kupinda.

Katika uchanganuzi wa vigezo, kipenyo cha rundo kilionyesha athari kubwa zaidi. Pembe ya mwinamo ilitoa tabia tofauti za optimum kwa mizigo ya wima na mlalo; katika usanidi wa sasa 10° ilitoa utendaji bora zaidi kwa mzigo wa wima, huku uwezo wa mlalo ukiendelea kuongezeka kwa mwinamo mkubwa zaidi.

Nafasi kati ya marundo inapoongezwa, mwingiliano wa kundi hupungua na mkono wa momenti wa muundo huongezeka; lakini baada ya 7Dp ongezeko la ziada la uwezo hubaki dogo.

Matokeo haya si vigawo vya usanifu vya jumla vinavyoweza kutumika moja kwa moja. Kwa matumizi ya modeli kwenye eneo, mikunjo ya p–y, vigezo vya sehemu ya mwamba, uhamishaji wa mzigo wa mhimili na vigawo vya kupunguza kundi lazima vikadiriwe kulingana na hali husika za kijioteknolojia.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Utafiti asilia:Bearing capacity analysis of Batter Rock-Socketed (BRS) pile group.

Waandishi: Qing Ye, Daokun Zhuang, Wei Guo na Guoyao Gao.

Taasisi: Tianjin University School of Civil Engineering; CRCC Bridge Engineering Bureau Group Co., Ltd.

Mwandishi anayewajibika: Wei Guo.

Aina ya chanzo: Modeli ya kinadharia/kihesabu ya uwezo wa kubeba mzigo wa kundi la marundo; kulinganisha na majaribio yaliyopo ya modeli ya maabara na uchanganuzi wa vigezo.

Jukwaa: SSRN, abstract=7368755.

Hali ya uhakiki: PDF ya chanzo inaeleza wazi kuwa kazi ni preprint ambayo haijapitia uhakiki wa wenzao.

DOI / jarida / leseni wazi: PDF iliyopakiwa haitoi DOI iliyothibitishwa, version-of-record ya jarida au leseni wazi ya matumizi tena.

Muundo mkuu wa kinadharia: Upatanifu wa kofia ngumu ya marundo, modeli ya boriti ya Euler–Bernoulli, tabia ideal ya elastiki–plastiki ya sehemu, miitikio ya p–y kwa segmenti, uhamishaji wa mzigo wa mhimili na suluhisho la tofauti zenye ukomo.

Segmenti za rundo: Maji ya bahari, udongo na sehemu iliyoingizwa kwenye mwamba.

Mbinu ya kihesabu: Mbinu ya tofauti zenye ukomo na usasishaji wa uhamisho kwa iteresheni unaotegemea usawa wa mzigo; tolerance ya convergence 10⁻⁵.

Uthibitishaji: Majaribio ya modeli ya maabara ya Zhuang na wenzake ya 2024. Matokeo ya kinadharia yana ulinganifu bora zaidi na majaribio katika viwango vya awali/kati vya mzigo, na ulinganifu wenye mipaka zaidi karibu na hali ya mwisho.

Matokeo makuu ya kipenyo: Katika mabadiliko ya Dp=1,0→2,5 m, uwezo wa wima katika kutua kwa 40 mm ni 25,7→88,6 MN; mzigo wa mlalo katika uhamisho wa mlalo wa 50 mm ni 1,235→6,645 MN.

Matokeo makuu ya mwinamo: Katika modeli iliyochunguzwa, β=10° ndiyo matokeo bora zaidi kwa utendaji wa wima; upinzani wa mlalo uliongezeka pamoja na mwinamo katika wigo wa 0–30°.

Matokeo makuu ya nafasi: Ongezeko la 3Dp→7Dp lilipunguza mwingiliano wa kundi na kuongeza upinzani wa wima na mlalo; baada ya 7Dp faida ya ziada ilikuwa ndogo.

Upatikanaji wa data: Imeelezwa kuwa data ghafi, seti za data na hifadhidata zilizoundwa/kuchangiwa katika utafiti zinaweza kupatikana kutoka kwa mwandishi anayewajibika kwa ombi linalofaa.

CRediT: Qing Ye — Methodology, Software, Writing–Original Draft; Daokun Zhuang — Software, Visualization, Writing–Original Draft; Wei Guo — Supervision, Funding Support, Review–Editing; Guoyao Gao — Investigation, Review–Editing.

Mgongano wa maslahi: Waandishi wameripoti kuwa hakuna mgongano wa maslahi.

Ufadhili: National Natural Science Foundation of China, 52578422.

Vikwazo vikuu: Dhana ya kofia ngumu ya marundo; deformation katika ndege moja; kutowakilishwa kwa kupinda nje ya ndege na torsion; uwakilishi mdogo wa uharibifu wa kiolesura, kujitenga, kutokea kwa mapengo, kupondwa kwa ndani kwa mwamba dhaifu na yielding ya kimuundo inayoendelea chini ya mizigo mikubwa; hitaji la kalibresheni mahsusi ya eneo kwa vigezo vya p–y na sehemu ya mwamba.

Mbinu ya maandalizi ya Verianla: Muundo wa kuona wa vielelezo vya chanzo au mpangilio asilia wa maelezo haujanakiliwa. Utaratibu wa kinadharia, uthibitishaji wa majaribio, vigezo vya kihesabu, matokeo na mipaka ya mbinu zimetolewa kutoka kwenye chanzo kwa ujumla na kuwasilishwa upya katika muundo huru wa kufundishia kwa Kiswahili. Hakuna kigezo cha kubeba mzigo, thamani ya optimum ya usanifu au hitimisho la usalama wa eneo lisilokuwapo kwenye chanzo lililoongezwa.