International Journal of Physical Modelling in Geotechnics

Cọc hút hiện nay được coi là một giải pháp thay thế cho nền móng đơn cho các cột đo gió và tuabin gió ngoài khơi. Bài báo này trình bày kết quả của một loạt các thí nghiệm bằng ly tâm được thực hiện trên các cọc hút chịu tải chu kỳ trong cát khô rất dày. Hai nền móng cọc đại diện đã được mô hình hóa ở tỷ lệ 1∶200 trong một máy ly tâm địa kỹ thuật và đã chịu một số chế độ tải chu kỳ khác nhau, lên đến 12 000 chu kỳ, cả hai đều bổ sung cho các tập dữ liệu trước đó có sẵn trong tài liệu. Trong mỗi thí nghiệm, sự thay đổi độ cứng, sự tích lũy quay và lún của hệ thống đã được đo lường. Kết quả cho thấy độ cứng quay của cọc tăng theo logarithmic với số chu kỳ tải, nhưng ở mức thấp hơn nhiều so với những gì đã báo cáo trước đó cho cọc đơn. Tương tự, sự tích lũy quay cũng được quan sát thấy tăng cùng với số chu kỳ và được mô tả tốt bằng một mối quan hệ bậc. Một sự tập hợp quay cũng được quan sát thấy trong các thí nghiệm hai chiều và được cho là do các chu kỳ tải ban đầu tạo ra một độ cứng khác biệt trong đất cục bộ. Dựa trên kết quả thí nghiệm quan sát được và các tham số ảnh hưởng đã được thiết lập, các dự đoán đã được đưa ra về hành vi của một cấu trúc nguyên mẫu.

Các cơ chế thất bại động học của đất xung quanh nền móng có viền, được đặt trong đất sét nhẹ bị quá nén và chịu tải nén cũng như kéo không thoát nước, đã được nghiên cứu thông qua phân tích hình ảnh kỹ thuật số của các thí nghiệm ly tâm trống và được so sánh với các dự đoán từ phân tích phần tử hữu hạn. Phân tích các hình ảnh ghi lại trong các thí nghiệm ly tâm cho thấy rằng các cơ chế động học khá khác nhau kiểm soát thất bại ở trạng thái kéo và nén. Trong tình trạng kéo, một cơ chế chịu lực đáy đảo ngược liên quan đến một khối đất phía dưới nền móng đã được kích hoạt ngay cả khi tỷ lệ giữa độ sâu viền với đường kính nền móng chỉ là 0,1. Các hệ số khả năng chịu tải từ các thí nghiệm ly tâm đối với một tỷ lệ chôn sâu đã chọn tương tự trong trạng thái nén và nâng mặc dù có sự khác biệt về cơ chế thất bại liên quan. Sự so sánh giữa các cơ chế thất bại quan sát được trong các thí nghiệm ly tâm với các cơ chế được dự đoán bởi phân tích phần tử hữu hạn cho thấy có một số khác biệt rõ rệt, bất chấp sự phù hợp gần gũi của các hệ số khả năng chịu tải.

Độ bão hòa có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng kháng lỏng hóa của đất cát. Trong quá trình chuẩn bị các mô hình cho các thí nghiệm ly tâm động và thí nghiệm bàn rung 1g, độ bão hòa chưa được kiểm soát chính xác. Một kỹ thuật để chuẩn bị mặt đất mô hình hoàn toàn bão hòa cho nghiên cứu lỏng hóa được tóm tắt trong bài báo này, tập trung vào cách áp suất chân không và gia tốc ly tâm trong quá trình bão hòa ảnh hưởng đến độ bão hòa. Đầu tiên, một phương pháp để đánh giá chính xác độ bão hòa của các mô hình được phát triển. Sau đó, tổng cộng mười thí nghiệm đã được thực hiện trong đó nước được đưa vào các lớp cát khô ở các áp suất khí quyển khác nhau với các gia tốc ly tâm khác nhau. Kết quả xác nhận rằng việc tăng gia tốc góp phần nâng cao độ bão hòa và giảm thời gian cho quá trình bão hòa. Hai thí nghiệm ly tâm động trên các mô hình với các độ bão hòa khác nhau, một mô hình gần như hoàn toàn bão hòa và mô hình khác chỉ hơi không bão hòa, với sự chênh lệch về độ bão hòa giữa hai mô hình là 1,5%, đã được thực hiện. Sự khác biệt trong phản ứng áp suất lỗ rỗng thừa giữa hai mô hình trở nên rõ ràng hơn khi độ sâu tăng lên. Kết luận cho thấy việc kiểm soát chính xác độ bão hòa ở mức độ 0,1% là rất quan trọng trong các thí nghiệm mô hình liên quan đến các vấn đề lỏng hóa.