زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

مطالعۀ آزمایشگاهی تأثیر نسبت تمرکز تنش در مقاومت برشی بستر ماسه‌ای مسلح شده با ستون سنگی

نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، واحد لنجان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران
2 گروه مهندسی عمران، واحد شهرقدس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
چکیده
نسبت تمرکز تنش(n) یکی از پارامترهای مهم در امر بهسازی زمین به‌روش ستون سنگی است. مقدار نسبت تمرکز تنش (n) که به‌صورت نسبت تنش وارد بر ستون سنگی به تنش وارد بر توده خاک اطراف تعریف می‌شود. در این مقاله نتایج حاصل از بررسی آزمایشگاهی به‌منظور بررسی تغییرات نسبت تمرکز تنش در هنگام اعمال بارهای قائم و برشی هم‌زمان استفاده شده است. برای مدل‌سازی فیزیکی از دستگاه برش مستقیم بزرگ با ابعاد 305×305 میلی‌متر و ارتفاع 152.4 استفاده شده است. برای محاسبه میزان تنش وارد بر ستون‌های سنگی و خاک اطراف از لودسل‌های مینیاتوری استفاده شده است. آزمایش‌ها در سه آرایش قرارگیری ستون سنگی شامل آرایش منفرد و مثلث و مربعی، در سه نسبت ناحیۀ اصلاح شده 4/8 و 12 و 4/16 درصد و 3 سربار قائم 55 و 75 و 100 کیلوپاسکال انجام شد. در ساخت بستر و ستون سنگی به‌ترتیب از ماسه سست و سنگ شکسته استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد نسبت تمرکز تنش با افزایش قطر ستون سنگی و تنش قائم کاهش می‌یابد و هم‌چنین نسبت تمرکز تنش در آرایش مربع دارای بیش‌ترین و در آرایش منفرد دارای کم‌ترین مقدار است. در تمامی آرایش‌های قرارگیری ستون سنگی مقدار نسبت تمرکز تنش تا میزان جابه‌جایی افقی برابر 2 تا 3 میلی افزایش و بعد از آن با افزایش جابه‌جایی افقی مقدار نسبت تمرکز تنش کاهش می‌یابد و تقریباً به مقدار ثابتی می‌رسد. مقایسۀ پارامترهای برشی معادل به‌دست‌آمده از نتایج آزمایش و روابط تحلیلی در حالت‌ها نسبت تمرکز تنش برابر با 1 و نسبت تمرکز تنش واقعی بدست آمده از نتایج آزمایش‌ها بیان‌گر آن است که مقادیر پارامترهای مقاومت برشی معادل حاصل از نتایج آزمایش‌ها بیش‌تر از مقادیر حاصل از روابط تحلیلی است. هم‌چنین در نظر گرفتن نسبت تمرکز تنش برابر با 1 در محاسبات پارامترهای مقاومت برشی محافظه‌کارانه است و محاسبه پارامترهای مقاومت برشی معادل واقعی باید بر اساس نسبت واقعی تمرکز تنش محاسبه شود.



کلیدواژه‌ها

1. Murugesan S., Rajagopal K., "Studies on the behavior of single and group of geosynthetic encased granular columns", Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 136 (1) (2010) 129-139.## 2. Murugesan S., Rajagopal K., "Studies on the Behavior of Single and Group of Geosynthetic Encased Stone Columns", Geotechnical and Geoenviromental Engineering, 136 (2010) 129-139. ## 3. Barksdale R. D., Bachus R. C., "Design and Construction of Stone Column", VOL(1) (1983). ## 4. Mohapatra S. R., , Rajagopal k., Sharma j., "Direct shear tests on geosynthetic-encased granular columns", Geotextiles and Geomembranes, 44 (3) (2016) 396-405. ## 5. Murugesan S., Rajagopal K., "Geosynthetic-encased stone columns: Numerical evaluation", Geotextiles and Geomembranes, 24 (6) (2006) 349-358. ## 6. Choobbasti A. J., Zahmatkesh A., Noorzad R., "Performance of Stone Columns in Soft Clay: Numerical Evaluation", Geotechnical and Geological Engineering, 29, (2011) 675-684. ## 7. Deb K., "Modeling of granular bed-stone column-improved soft soil", Internatinal Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, (2008) 1267-1288## 8. Nazari Afshar J., Ghazavi M., "A simple analytical method for calculation of bearing capacity of stone column", International Journal of Civil Engineering, 12 (1) 15 (2012). ## 9. Zahmatkesh A., Choobbasti A. J., "Settlement evaluation of soft clay reinforced with stone columns using the equivalent secant modulus", Arabian Journal of Geoscience, 5 (2012)103-109. ## 10. Nazariafshar J., Mehrannia N., Kalantary F., et al., "Bearing Capacity of Group of Stone Columns with Granular Blankets", Int J Civ Eng 17, (2019) 253-263. ## 11. Nazari afshar J., Mehrannia N., Kalantary F., "Experimental Investigation on the Bearing Capacityof Stone Columns with Granular Blankets", Geotechnical and Geological Engineering, 36(1) (2018) 209-222## 12. Deb K., Samadhiya N. K., Namdeo J. B., "Laboratory model studies on unreinforced and geogrid-reinforced sand bed over stone column-improved soft clay", Geotextiles and Geomembranes, 29 (2) (2011) 190-196. ## 13. Ghazavi M., Nazari Afshar J., "Bearing capacity of geosynthetic encased stone columns", Geotextiles and Geomembranes, 38, (2013) 26-36. ## 14. Goughnour R. R, Bayuk A. A., "A field study of long term settlements of loads supported by stone columns in soft ground", in In: Proceeding, international conference on soil reinforcement (1979). ## 15. Mitchell J. K., Huber T. R., "Performance of a stone column foundation", J Geotech Eng, 111(2) (1985) 205-223. ## 16. Greenwood D. A., "Load tests on stone columns. In Deep foundation improvements: design, construction and testing", ASTM STP1089, (1991) 148-171. ## 17. Fattah M. Y., Shlash K. T., Al-Waily M. J., "Stress Concentration Ratio of Model Stone Columns in Soft Clays", Geotechnical Testing Journal, 34(1) (2011) 50-60. ## 18. Murugesan S., Rajagopal K., "Shear load tests on granular columns with and without geosynthetic encasement", Geotechnical Testing Journal, 32 (1) (2008) 35-44. ## 19. Abusharar S. W., Han J., "Two-dimensional deep-seated slope stability analysis of embankments over stone column-improved soft clay", Engineering Geology137 )2011)103-110. ## 20. Cooper M., Rose A. N., "Stone column support for an embankment on deep alluvial soils", ICE Proceedings Geotechnical Engineering 137(1) (1999)15-25. ## 21. Christoulas S. T., Giannaros C. H., Tsiambaos G., "Stabilization of embankment foundations by using stone columns", Geotechnical and Geological Engineering, 15 (3) (1997) 247-258. ## 22. Priebe H., "Abschatzung des Scherwiderstandes eines durgh Stopfverdichtung verbesserten Baugrundes", Die Bautechnik, 55(9) (1978) 281-284. ## 23. Nayak N. V., "Recent Advances in Ground Improvements by Stone Column", in In: Proceedings of Indian Geotechnical Conference, Madras. India (1983). ## 24. Fox Z., "Critical State, Dilatancy and Particle Breakage of Mine Waste Rock", colorado state university: Fort collins,USA (2011). ## 25. Stoeber J. N., "Effects of Maximum Particle Size and Sample Scaling on the Mechanical Behavior of Mine Waste Rock; a Critical State Approach", Colorado stste univerity: Fort Collins, USA (2012). ##