زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

مطالعه آزمایشگاهی مقاومت برشی معادل ماسه سست مسلح شده با ستون سنگی

نویسندگان
1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم وتحقیقات، گروه مهندسی عمران
2 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شهرقدس، گروه مهندسی عمران
چکیده
ستون سنگی یکی از روش‌های متداول بهینه‌سازی زمین است. در بارۀ رفتار ستون‌های سنگی تحت بارهای قائم تحقیقات متعددی انجام‌ شده است لیکن بررسی‌های محدودی در بارۀ مقاومت برشی خاک‌های مسلح شده با ستون سنگی انجام‌ شده است که اغلب پژوهش‌های انجام شده به‌صورت تحلیلی یا عددی است. در این مقاله به بحث و بررسی آزمایش‌های انجام‌ شده در خصوص مقاومت برشی ستون‌های سنگی در بستر ماسه‌ای سست مسلح شده با ستون سنگی ‌پرداختیم. آزمایش‌ها در دستگاه برش مستقیم با جعبهبرش به ابعاد 305×305 و عمق 4/152 میلی‌متر در سه تنش قائم شامل 55 و 75 و 100 کیلو پاسکال و چهار نسبت ناحیۀ اصلاح‌ شده برابر با 4/8 و 12 و 4/16 و 25 درصد و سه نوع آرایش قرارگیری ستون سنگی (آرایش منفرد مربعی، مثلثی) بررسی شده است. نتایج بیان‌گر بهبود رفتار و سختی ترکیب خاک-ستون سنگی و افزایش مقاومت برشی بستر ماسه‌ای در حضور ستون سنگی می‌باشد. نتایج حاصل بیان‌گر تأثیر آرایش قرارگیری ستون‌های سنگی در افزایش مقاومت برشی است. بیش‌ترین افزایش مقاومت برشی و افزایش سختی مربوط به آرایش مربع و کم‌ترین آن مربوط به آرایش منفرد است. در ادامۀ مقاله به بررسی و مقایسه مقاومت برشی معادل و پارامترهای مقاومت برشی معادل به‌دست‌آمده از نتایج آزمایش و روابط تحلیلی ‌پرداخته شده است. نتایج بیان‌گر آن است که مقاومت برشی و پارامترهای مقاومت برشی معادل حاصل از نتایج آزمایش‌ها بیش‌تر از مقادیر حاصل از روابط تحلیلی است. بدین‌منظور یک ضریب اصلاحی به‌منظور ارتباط بین نتایج حاصل از آزمایش‌ها و روابط تحلیلی ارائه شده است.
کلیدواژه‌ها

1. Murugesan S., Rajagopal K., "Studies on the behavior of single and group of geosynthetic encased granular columns", Geotech. Geoenvironmental Eng. ( 2010) 136 (1) 129-139.## 2. Murugesan S., Rajagopal K., "Model tests on geosynthetic encased granular columns", Geosynth. Int., (2007) 14 (6) 346-354. ## 3. Murugesan S. K. R., "Performance of encased stone columns and design guidelines for construction on soft clay soils", Proceedings of the 4th Asian Regional Conference on Geosynthetics (2008) ##. 4. Miranda M., Da Costa A., "Laboratory analysis of encased stone columns". Geotextiles and Geomembranes, 44 (2016) 26-36. ## 5. Alamgir M., Miura N., Poorooshasbh H. B., Madhav M. R., "Deformation analysis of soft ground columnar inclusions", Comput, Geotech (1996) 18 (4) 261-290. ## 6. Hughes J. M. O., Withers N. J., "reinforced of soft cohesive soils with stone columns", Ground Engineering, (1974) 42-49. ## 7. Barksdale R. D., Bachus R. C., "Design and Construction of Stone Column" (1983) 1. ## 8. Black J.A S. V., McKinley J. D., "Performance of clay samples reinforced with vertical granular columns", Can Geotech J. ( 2007) M 44 (1) 89-95. ## 9. Murugesan S., Rajagopal K., "Geosynthetic-encased stone columns: Numerical evaluation". Geotextiles and Geomembranes, (2006) 24 (6) 349-358. ## 10. Castro J., "Groups of encased stone columns: Influence of column length and arrangement", Geotextiles and Geomembranes, (2017) 45 (2) 68-80. ## 11. Chen JF L. L., Xue JF., Feng S. Z, "Failure mechanism of geosynthetic-encased stone columns in soft soils under embankment", Geotextiles and Geomembranes, (2015) 43(5) 424-431. ## 12. Choobbasti A., Pichka H., "Improvement of soft clay using installation of geosynthetic-encased stone columns: numerical study", Arab J Geosci, (2012) 133(9) 1154-1161. ## 13. Choobbasti A. J., Zahmatkesh A., Noorzad R., "Performance of Stone Columns in Soft Clay: Numerical Evaluation", Geotechnical and Geological Engineering, 29 (2011) 675-684. ## 14. Hasan M., Samadhiya N. K., "Experimental and Numerical Analysis of Geosynthetic-Reinforced Floating Granular Piles in Soft Clays", Int. J. of Geosynth. and Ground Eng, (2016) 2 (22) 1-13. ## 15. Hosseinpour I., Riccio M., Almeida M. S. S., "Numerical evolution of a granular column reinforced by geosynthetics using encasement and laminated disks", Geomembr, 42 (2014) 363-373. ## 16. Kousik Deb., "Modeling of granular bed-stone column-improved soft soil", International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, (2008) 1267-1288. ## 17. Nazari Afshar J., Ghazavi M., "A simple analytical method for calculation of bearing capacity of stone column", International Journal of Civil Engineering, 12 (1) (2012) 15. ## 18. Six V., Mroueh H., Shahrour I., Bouassida M., "Numerical Analysis of Elastoplastic Behavior of Stone Column Foundation", Geotech Geol Eng, 30 (2012) 813-825. ## 19. Zhang L., Zhao M., Shi C., Zhao H., "Settlement Calculation of Composite Foundation Reinforced with Stone Columns", International Journal of Geomechanics, 13 (3) (2013) 248-256. ## 20. 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. ## 21. Fattah M. Y., A.-N., M., Al-Suhaily A. S., "Estimation of bearing capacity of floating group of stone columns", Engineering Science and Technology, an International Journal, 20 (3) (2017) 1166-1172. ## 22. Vekli M., Aytekin M., I˙kizler B., Calik U., "Experimental and numerical investigation of slope stabilization by stone columns". Nat Hazards, 64 (1) (2012) 797-820. ## 23. Ghazavi M., Nazari Afshar J.," Bearing capacity of geosynthetic encased stone columns", Geotextiles and Geomembranes, 38 (2013) 26-36. ## 24. Nazari afshar J., Mehrannia N., Kalantary F., Ganjian N., "Bearing Capacity of Group of Stone Columns with Granular Blankets", International Journal of Civil Engineering (2017). ## 25. Murugesan S., Rajagopal K.,."Shear load tests on granular columns with and without geosynthetic encasement", Geotech. Test. J, 32 (1) (2008) 35-44. ## 26. Schnaid F., Winter D., Silva A. E. F., Alexiew D., Kuster V., Hebmuller A., "Geotextile encased columns (GEC) under bridge approaches as a pressure-relief system: concept, experience and measurements", in 10th International Conference on Geosynthetics, (2014): Berlin, Germany. ## 27. Sunil Ranjan Mohapatra K. R., Jitendra Shar, "Direct shear tests on geosynthetic-encased granular columns", Geotextiles and Geomembranes 44 (3) (2016) 396-405. ## 28. BRAJA M. DAS, K. S., "Principles of Geotechnical Engineering", USA: GlobalEngineering (2014). ## 29. Ranjan G.. "Ground treated with granular piles and its response under load". Indian Geotech, 19 (1) (1989) 1-22. ## 30. Institution I. S., "Indian standard code of practice for design and construction for ground improvement-guidelines, New Delhi (2003). ## 31. Fox Z., "Critical State, Dilatancy and Particle Breakage of Mine Waste Rock"., colorado state university: Fort collins,USA (2011). ## 32. 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). ## 33. Nayak N. V., "Recent Advances in Ground Improvements by Stone Column", in In: Proceedings of Indian Geotechnical Conference, Madras (1983) India. ## 34. Fattah M. Y., T. S. K., Al-Waily M. J. K., "Stress Concentration Ratio of Model Stone Columns in Soft Clays", Geotechnical Testing Journal, 34 (1) (2010). ## 35. ASTM-D3080, "Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils Under Consolidated Drained Conditions", in ASTM International West Conshohocken, United States (2011). ## 36. Brown R., "Vibroflotation Compaction of Cohesionless Soils", Journal of the Geo technical Engineering Division, ASCE, 103 (12) (1977) 1437-1451. ## 37. James K., Mitchell F., Timothy R., Huber M., "Performance of a Ston Column Foundation", Journal of Geotechnical Engineering, 111 (2) (1985) 205-223. ## 38. Liu S. H., "Simulating a direct shear box test by DEM", Can. Geotech, 43 (2) (2006) 155-168. ## 39. Bareither C. A., Benson C. H., Edil T. B., "Comparison of shear strength of sand backfills measured in small-scale and large-scale direct shear tests", Can. Geotech, 45 (9) (2008) 1224-1236. ## 40. Dadkhah R., Ghafoori M., Ajalloeian R., Lashkaripour G. R., "The Effect of Scale Direct Shear Test on the Strength Parameters of Clayey Sand in Isfahan City, Iran", Journal of Applied Sciences, 10 (2010) 2027-2033. ##