زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

مدل‌سازی فیزیکی اثر جانمایی ستون‌های سنگی بر رفتار پی نواری مجاور شیروانی خاک نرم

نویسندگان
دانشگاه هرمزگان، دانشکدۀ فنی و مهندسی، بندرعباس
چکیده
ساختن پی‌ها روی خاک نرم به‌دلیل کم بودن ظرفیت باربری و افزایش مقادیر نشست در این خاک‌ها همواره از مشکلات پیش روی مهندسان ژئوتکنیک بوده است. یکی از راهکارهای موجود برای برطرف کردن این مشکل، اضافه کردن المانی تقویتی به خاک است و یکی از المان‌هایی که می‌توان به خاک اضافه کرد ستون سنگی است. در این روش، 15 الی 35 درصد از حجم خاک نامرغوب با خاک مناسب جای‌گزین ‌می‌شود. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تأثیر وجود ستون سنگی تکی و گروهی و هم‌چنین تأثیر موقعیت مکانی و طول ستون سنگی بر ظرفیت باربری پی نواری قرار گرفته در مجاورت شیروانی از جنس خاک رس نرم می‌پردازیم. هم‌چنین ستون‌های سنگی با استفاده از دورگیر قائم، مسلح شده و تأثیر مسلح کردن ستون سنگی در حالت‌های مختلف نیز بر رفتار پی نواری مجاور شیب بررسی شد. نتایج نشان داد که تقویت کردن شیب رسی با ستون سنگی، در همه حالت‌ها موجب افزایش ظرفیت باربری پی نواری قرار گرفته در مجاورت شیب می‌شود. هم‌چنین مسلح کردن ستون سنگی با دورگیر، سبب بهبود عملکرد ستون سنگی و افزایش ظرفیت باربری پی نسبت به حالت مشابه ستون سنگی غیرمسلح می‌شود. طول بهینه ستون سنگی غیرمسلح قرار گرفته در زیر پی 4 برابر قطر ستون است. بیش‌ترین تأثیر ستون سنگی روی ظرفیت باربری پی نواری زمانی اتفاق افتاد که ستون سنگی در زیر پی قرار گرفت و با افزایش فاصله بین مرکز ستون و مرکز پی، ظرفیت باربری پی کاهش یافت. هم‌چنین با بررسی راندمان گروه ستون‌های سنگی مشخص شد در هر دو حالت مسلح و غیرمسلح، عملکرد گروه دوتایی ستون‌های سنگی در مقایسه با گروه سه‌تایی بهتر است.
کلیدواژه‌ها

1. Barksdale R. D., Bachus R. C., "Design and construction of stone columns", Federal Highway Administration Office of Engineering and Highway Operations, National Technical Information Service, Springfield, Virginia 22161 )1983(.## 2. Ambily A. P., Gandhi S. R., "Behavior of stone columns based on experimental and FEM analysis", Geotech. Geoenviron, Eng., Vol. 133 (4) )2007( 405-415. ## 3. Guetif Z., Bouassida M., Debats J. M., "Improved soft clay characteristics due to stone column installation", Comput. Geotech. Vol. 34 (2007( 104-111. ## 4. Black J. A., Sivakumar V., Madhav M. R., Hamill G. A., "Reinforced stone columns in weak deposits: laboratory model study", Geotech. Geoenviron. Eng. Vol. 133 (9) )2007( 1154-1161. ## 5. Choobbasti A., Pichka H., "Improvement of soft clay using installation of geosynthetic-encased stone columns: numerical study", Arab J. Geosci., DOI 10.1007/s12517-012-0735-y, )2012(.## 6. Malarvizhi S. N., Ilamparuthi K., "Load Versus Settlement Of Clay bed Stabilized With Stone and Reinforced Stone Columns", 3rd Asian reg. conf. on Geosynthetic )2004( 322-329. ## 7. Gniel J., Bouazza A., "Improvement of soft soils using geogrid encased stone columns", Geotext. Geomembr., Vol. 27 (3) )2009( 167-175. ## 8. Deb K., Samadhiya N. K., Namdeo, J. B., "Laboratory Model Studies On Unreinforced And Geogrid-Reinforced Sand Bed Over Stone Column-Improved Soft Slay", Geotech. and Geomembr., Vol. 29 )2011( 190-196. ## 9. Yoo C., Lee D., "Performance of geogrid-encased stone columns in soft ground: full-scale load tests", Geosynthetics international, Vol. 19 (6) )2012( 480-490. ## 10. Dash S. K., Bora M. C., "Influence of geosynthetic encasement on the performance of stone columns floating in soft clay", Can. Geotech. J., Vol. 50 (7) )2013( 754-765. ## 11. Ghazavi M., Nazari A., "Bearing capacity of geosynthetic encased stone columns", Geotext. Geomembr., Vol. 38 )2013( 26-36. ## 12. Ali K., Shahu J. T., Sharma K. G., "Geosynthetic reinforced stone column in soft soils: An experimental and analytical study", 9th international symposium on Lowland Technology )2014(.## 13. Miranda M., Da Costa A., "Laboratory analysis of encased stone columns". Geotechnical and Geomembranes, Vol. 44 )2016( 269-277. ## 14. Miranda M., Da Costa A., Castro J., Sagaseta C., "Influence of geotextile encasement on the behaviour of stone columns: Laboratory study", Geotext. Geomembr., Vol. 45 (1) )2017(14-22. ## 15. Fattah M.Y., Al-Neami M., Al-Suhaily A. S., "Estimation of bearing capacity of floating group of stone columns", Engineering Science and Technology, an International Journal, Vol. 20 (3) )2017(1166-1172. ## 16. Lo S. R., Zhang R., Mak J., "Geosynthetic-encased stone columns in soft clay: a numerical study", Geotext. Geomembr., Vol. 28 (3) )2010( 292-302. ## 17. Castro J., "Groups of encased stone columns: Influence of column length and arrangement", Geotext. Geomembr., Vol. 45 (2) )2017( 68-80. ## 18. Aboshi H., Ichimoto E., Enoki M., Hazaad K., "A method to improve characteristics of soft clays by inclusion of large diameter sand columns", International Conference on Soil Reinforcement, Paris )1979( 211-216. ## 19. Goughnour R. R., Sung J. T., Ramsey J. S., "Slide correction by stone columns", Deep Foundation Improvements: Design, Construction, and Testing, M. I. Esrig and R.C. Bachus, Eds., ASTM STP-1089 )1990(.## 20. Yaeger S., "Slope stability and methods of increasing the factor of safety", ECI 281a, Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, Davis )2002(.## 21. Ghazavi M., Shahmandi A., "Analytical static stability analysis of slopes reinforced by stone columns", International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics (IACMAG), India, )2008( 3530-3537. ## 22. Sari W., Abusharar Jie Han, "Two-dimensional deep-seated slope stability analysis of embankments over stone column-improved soft clay", Engineering Geology, Vol. 120 )2011( 103-110. ## 23. Vekli M., Aytekin M., I˙kizler B., C¸ alik U., "Experimental and numerical investigation of slope stabilization by stone columns", Nat Hazards, Vol. 64 )2012( 797–820. ## 24. Zhen Zhang, Jie Han, Guanbao Ye, "Numerical investigation on factors for deep-seated slope stability of stone column-supported embankments over soft clay", Engineering Geology, Vol. 168 )2014(104-113. ## 25. Chen J. F., Li L.Y., Xue J. F., Feng S. Z., "Failure mechanism of geosynthetic-encased stone columns in soft soils under embankment", Geotext. Geomembr., Vol. 43 (5) )2015( 424-431. ## 26. Al-Shukur A. K., Alturfy U. A., "Stability analysis of side slope by using stone column and tieback support", International Journal of Scientific & Engineering Research, Vol. 5 (9) )2015( 1837-1844. ## 27. Raee E., Hataf N., Barkhordari K., Ghahramani A., "The Effect of Rigidity of Reinforced Stone Columns on Bearing Capacity of Strip Footings on the Stabilized Slopes", International Journal of Civil Engineering (2018) 1-13. ## 28. American Society for Testing and Materials, ASTM D4767, "Standard Test Method for Consolidated Undrained Triaxial Compression Test for Cohesive Soils", American Society for Testing (1984). ## 29. American Society for Testing and Materials, ASTM D2166-06, "Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil", American Society for Testing (1984). ## 30. American Society for Testing and Materials, ASTM D3080, "Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils Under Consolidated Drained Conditions", American Society for Testing (1984). ## 31. Iai S., "Similitude for shaking table tests on soil-structure-fluid model in 1g gravitational field", Soils and Foundations, Vol. 29 (1) (1989) 105-118. ## 32. American Society for Testing and Materials, ASTM D4595-05, "Standard Test Method for Tensile Properties of Geotextiles by the Wide-Width Strip Method", American Society for Testing (1984). ## 33. Trautmann C. H., Kulhawy F. H., "Uplift load-displacement behavior of Spread foundations", J. Geotech. Eng. ASCE, Vol. 144 (2) (1988) 168-183. ##