🟢 البته در خصوص این موارد می‌توان بحث بسیار کرد. مثلا درنظرگیری بحث فروپاشی ساختار برای هر خاکی الزامی نیست. به عبارت دیگر نمی‌توان گفت هر جا تغییر شکل زیادی ایجاد شود حتما فروپاشی ساختار داریم چراکه ممکن است از ابتدا اصلا ساختار خاصی وجود نداشته باشد. معمولا این بحث در خاک‌های سیمانته یا رس‌های نرم بیشتر حائز اهمیت است.
نرخ بارگذاری بحث مهمی است و در عمده مسائل می‌تواند تاثیرگذار باشد و توجه به اینکه مسئله در شرایط زهکشی شده یا زهکشی نشده است حائز اهمیت است. اما باز باید به این نکته توجه شود که تعداد مدلهای رفتاری قابل کاربرد، با توجه به نرخ بارگذاری، محدود است و جا برای کار بیشتر در این زمینه بسیار است.

مسائل تغییرشکل بزرگ در ژئوتکنیک زیاد هستند و مثالهای فراوانی در این مورد را می‌توان مورد بحث قرار داد. البته پروفسور کارتر بحث مدلسازی عددی عملیات تعبیه خط لوله در بستر دریا را (به‌عنوان یک مسئله نفوذ) مطرح کرده است که در شکل مشاهده می‌شود.

🟢 همانطور که شکل نشان می‌دهد 3 مرحله متفاوت در این خصوص قابل بررسی است:
مرحله قرار دادن لوله در کف دریا
تحکیم به دلیل وزن لوله
جابه‌جایی به علت طوفان و تغییرات دما

🟢 در مرحله قرارگیری لوله در کف، با توجه به زمان کوتاه بارگذاری مسلما فرض رفتار زهکشی نشده برای خاک منطقی است، هرچند پس از آن، تا مدت زمان بسیار طولانی‌تر می‌توان تحکیم به‌علت وزن لوله را شاهد بود. در خصوص جابه‌جایی به‌علت طوفان و ... هم توصیه به استفاده از پارامترهای مقاومت برشی پسماند به علت جابه‌جایی های بزرگ شده است.

در شکل نمونه پاسخ مدل عددی برای تغییرات نفوذ در برابر نیروی نفوذ، در مرحله قرارگیری (نصب) لوله با استفاده از مدلهای رفتاری مختلف ترسیم شده است.

🟢 ظاهرا پاسخ مدل عددی با پاسخ آزمایشگاهی (به‌دست آمده از تست‌های سانتریفوژ) مقایسه شده است. نتایج برای 3 مدل رفتاری مختلف برآورد و مورد مقایسه قرار گرفته است.
مدل Cam Clay اصلاح شده (MCC)
مدل Saniclay با قابلیت مدلسازی فروپاشی ساختار (S-Saniclay)
و یک ورژن دیگر از مدل S-Saniclay که با توجه به نام آن یک مدل الاستو-ویسکو-پلاستیک است یعنی بحث نرخ بارگذاری یا تغییرشکل نیز می‌تواند در آن مورد توجه قراربگیرد (EVP-S-Saniclay)

🟢 مقایسه 3 مدل با نتایج آزمایشگاهی نشان داده که مدل سوم، که قابلیت مدلسازی فروپاشی ساختار و همچنین نرخ بارگذاری-تغییرشکل را را دارد مناسب‌ترین پاسخ را داده است.
شکل نشان داده که با افزایش نفوذ، پیش‌بینی مدل MCC از پاسخ آزمایشگاهی فاصله گرفته ولی پاسخ دو مدل دیگر به پاسخ آزمایشگاهی نزدیک شده است.
با توجه به وجود رسوبات نرم در کف دریا و افزایش فروپاشی ساختار خاک با ازدیاد نفوذ لوله در کف، منطقی است دو مدلی که امکان مدلسازی بحث فروپاشی ساختار را داشته باشند نسبت به مدل MCC پاسخ‌های منطقی‌تری را ارائه نمایند.

🟢 البته همانطور که گفته شد درنظر گرفتن بحث فروپاشی ساختار در هر نوع خاکی مورد نیاز نیست. یعنی اگر قرار باشد مثلا بحث کوبش شمع در یک خاک ماسه‌ای مدل شود الزامی ندارد سراغ مدل رفتاری با قابلیت در نظر گرفتن فروپاشی ساختار برویم. توجه شود که پیچیدگی مدل رفتاری یعنی تعداد پارامترهای بیشتر و مشکلات بیشتر در پروسه کالیبراسیون آن. بنابراین مجددا توصیه می‌شود بحث فروپاشی ساختار در مواردی که قطعا امکان آن وجود دارد لحاظ شود.
در این مسئله هم با توجه به رسوبات نرم موجود در کف دریا و امکان از بین رفتن ساختار اولیه موجود در آن حین قرارگیری لوله، درنظرگیری چنین مدلی منطقی است. همانطور که دیده شد، MCC قادر نبود کاهش و تثبیت نیروی نفوذ را با ازدیاد میزان نفوذ، مدلسازی نماید.

این مسئله نفوذ لوله در بستر دریا با استفاده از مدل پلاستیسیته دو سطحی هم تحلیل شده است که شکل نمایی از سطح تسلیم مدل را ارائه می‌نماید.

🟢 مدل‌های پلاستیسیته دو سطحی (TSP) هم با توجه به امکان مدلسازی رفتار نرم‌شونده (Softening behavior) معمولا در مسائل تغییرشکل بزرگ جواب‌های مناسبی را ارائه می‌نمایند که نمونه آن توسط Chakraborty et al. (2013) ارائه شده است.

کانتورهای کرنش پلاستیک ایجاد شده حین پروسه نصب لوله در بستر دریا با در نظر گرفتن 3 مدل رفتاری مختلف در شکل نشان داده شده است که مجددا مناسب‌ترین پاسخ مربوط به شرایطی بوده که رفتار نرم‌شونده در مدل رفتاری لحاظ شده است.

در این شکل هم مجددا منحنی تغییرات نیرو-نفوذ برای مدلهای رفتاری مختلف ترسیم شده است.

🟢 پاسخ مدل MCC تفاوت بسیاری با بقیه مدلها دارد و از آنها دور است.
مدل پلاستیسیته دو سطحی (TSP) با قابلیت در نظر گرفتن رفتار نرم‌شونده، پاسخ مناسبی داده است.
جالب است که وقوع گسیختگی‌های پی‌در‌پی با افزایش نفوذ لوله در کف (به‌صورت شکستگی‌های پله‌پله) در پاسخ مدل دیده شده است.

🟩 نکته آخر اینکه ظاهرا این بخش از سخنرانی پروفسور کارتر هم اقتباس شده از تحقیق انجام شده توسط یکی از دانشجویان سابق ایرانی ایشان به‌نام آقای دکتر ثابت‌عمل بوده که در خصوص مسائل نفوذ در مهندسی ژئوتکنیک کار کرده‌اند. بنابراین توجه نمایید تا به اینجا پروفسور کارتر مستقیما از تحقیقات 3 محقق ایرانی (آقایان دکتر رضانیا، دژالود و ثابت‌عمل) در سخنرانی 61 رانکین نام برده که باعث افتخار است.

🟩 آخرین بحثی که در سخنرانی شماره 61 رانکین ارائه شده مطالعه موردی در خصوص ریزش گود ناشی از اشتباه در به‌کارگیری و تعریف پارامترهای مدل رفتاری است.

گودبرداری در حاشیه بزرگراه در سنگاپور که در آوریل سال 2004 ریزش کرد.

طبق گزارشها در پروسه طراحی از نرم افزار PLAXIS استفاده شده و با فرض رفتار زهکشی نشده، پارامترهای مدل رفتاری موهر-کولمب به آن ارائه شده است.

برای تعیین چسبندگی زهکشی نشده، با فرض نسبت پوآسون 0.5 از مسیر تنش قرمز رنگ که به‌طور کاملا قائم در شکل نشان داده شده، استفاده شده است.

🟢 اشتباه طراح در همین نقطه شکل گرفته است. به‌کارگیری چنین مسیر تنشی برای رسوبات نرم رسی دریایی (Soft Marine Clay) کاملا نادرست است.

🟢 در واقع بر خلاف تصور، نه تنها افزایش مقاومت به علت تحکیم خاک در کوتاه‌مدت اتفاق نمی‌افتد، بلکه فشار حفره‌ای زیاد تولید شده سبب تغییر مسیر تنش از خط قرمز رنگ به مسیر منحنی سبز رنگ (نشان داده‌شده در شکل) خواهد شد.

🟢 این دو مقدار چسندگی زهکشی نشده را در شکل مقایسه کنید (روش A و روش B) تا مشخص گردد پارامترهای مدل با چه افزایش نادرستی به آن معرفی شده که منجر به پیش‌بینی غلط رفتار و گسیخگی گود شده است.