نوقشت اطروحة الدكتوراه للطالبة ابتسام احمد جارح في كلية الهندسة جامعة البصرة قسم الهندسة المدنية بعنوان التصميم الامثل لمنشات الارصفة البحرية تحت تأثير الاحمال الديناميكية و تتناول هذه الأطروحة التصميم الأمثل لهيكل رصيف بحري تحت الأحمال الديناميكية، مع التركيز على رصيف الحاويات في أم قصر. تم إجراء التحليل باستخدام برنامج ABAQUS للعناصر المحدودة.
تم تطبيق طريقة التكامل المباشر لنيومارك، وتم التوصل إلى الحل غير الخطي باستخدام طريقة نيوتن-رافسون.
تم تصميم الهيكل باستخدام عنصر شعاعي مكون من عقدتين للأكوام والعوارض الفولاذية، وعنصر غلاف سميك بأربع عقد للبلاطة الخرسانية، وعنصر من الطوب مكون من ثماني عقد للتربة. تم النظر في ثلاثة أنواع من الأكوام الداعمة: الأكوام ذات النهاية الثابتة، والأكوام المدفونة في تربة مرنة، والأكوام المدفونة في تربة مرنة بلاستيكية. تم تحليل كل نموذج عبر ثماني حالات مختلفة لتركيبة الأحمال لتصميم الإجهاد المسموح به وتصميم عامل الحمل. والجدير بالذكر أن نموذج التربة المرنة البلاستيكية تحت تركيبة حمل تأثير السفينة أعطى نتائج أعلى من حالات الدعم والتحميل الأخرى للهيكل.
أجريت دراسات التحسين باستخدام MATLAB، باستخدام طريقة تحقيق هدف التحسين متعدد الأهداف (MOGA) لحل دالة متعددة الحدود من الدرجة الرابعة والخامسة التي تحاكي العلاقة بين الإجهادات ومتغيرات التصميم. كان الهدف الأساسي هو تطوير هيكل رصيف حاويات قادر على تحمل إجهادات أكبر من الهيكل الحالي. تضمنت عملية التصميم ثلاثة متغيرات رئيسية: قطر الركيزة، والمسافة بين الركائز، وسمك لوح السطح.
بالنسبة للمتغير الأول، تم تقييم قطر الركيزة، ثمانية أقطار تتراوح من 800 مم إلى 1500 مم. تم تحليل أربعة معلمات إضافية إلى جانب القطر لتحديد القطر الأمثل. المعلمة الأولى هي تغيير المسافة بين الركائز، وهي ثلاثة مسافات (4D و5D و6D) حيث D هو قطر الركيزة. يتضمن المعامل الثاني التغير في حمولة تأثير السفينة باستخدام ثلاثة أحمال وهي 150 و200 و250 طنًا. ويتم تغيير سمك قطر الركيزة من خلال المعامل الثالث باستخدام سمك 17 و20 و23 مم. ويتم المعامل الرابع بتغيير عمق الركائز المدفونة في التربة، حيث تم استخدام ثلاثة أعماق وهي 15 و18 و21 مترًا، حيث أظهرت النتائج المتحصل عليها من المعامل الأربعة أن قطر 1000 مم هو القطر الأمثل لركائز الرصيف. المتغير الثاني للتصميم الأمثل هو التباعد بين الركائز، حيث تم اختيار ثماني مسافات مختلفة، بدءًا من 3D إلى 6.5D. وتضمنت الدراسة معامِلين مع التباعد: المعامل الأول غيَّر قطر الخوازيق باستخدام أربعة أقطار 800، 1000، 1100، و1300 ملم، بينما المعامل الثاني غيَّر حمل تأثير السفينة باستخدام ثلاثة أحمال، وهي 150، 200، و250 طنًا، حيث أظهرت نتائج التحسين أن التباعد ثلاثي الأبعاد هو أفضل مسافة لكل من المعاملين.
المتغير الثالث للتصميم الأمثل هو سمك بلاطة السطح، وقد تم اختيار ثمانية سماكات مختلفة للدراسة، بدءًا من 60 سم إلى 130 سم. وتم دراسة حالتين لهذا المتغير: الحالة الأولى غيَّرت قطر الخوازيق باستخدام أربعة أقطار 900، 1000، 1100، 1300 ملم، بينما الحالة الثانية التي تم تقييمها هي تطبيق مجموعات مختلفة من الأحمال المركبة. وأظهرت النتائج المتحصل عليها من الحالتين أن سمك 80 سم هو القيمة المثالية لسطح رصيف الحاويات، حيث أعطى نتائج أفضل من سمك بقية السطح.