بخشی از مقاله
خلاصه
ستونهای سنگی، یکی از پرکاربردترین روشهای بهسازی خاکهای با مقاومت پایین میباشند که در سراسر دنیا که برای افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست سازههای احداث شده برروی خاکهای نرم مورد استفاده قرار میگیرند. ستونهای سنگی همچنین بعنوان زهکش قائم عمل میکنند. بنابراین فرآیند تحکیم را تسریع میبخشند. ظرفیت باربری ستونهای سنگی اساساً به محصورشدگی شعاعی ناشی از خاک نرم طبیعی بستگی دارد که محصورشدگی در خاکهای نرم مقدار کمی فشار همه جانبه را برای ستونهای سنگی فراهم میآورد.
از ستون سنگی محصور قائم - VESC - برای مطالعهی اثر محصورشدگی بر مشخصات باربری پی استفاده میشود. نتایج نشان میدهد که ظرفیت باربری ستون سنگی با استفاده از مصالح محصورکننده قائم افزایش مییابد. با افزایش طول و مقاومت محصورکننده در VESC ظرفیت باربری ستون سنگی افزایش و کمانش جانبی این ستونها کاهش مییابد.
در این مطالعه، آزمایشات برروی ستونهای سنگی با قطر 30 میلی-متر و با دو نسبت ارتفاعی 4 و - L/d - 6 انجام شده است. ستونها در دوحالت محصور شده و محصور نشده بررسی شدهاند. هدف این مطالعه بررسی میزان اثر محصور شدگی قائم میباشد کلمات کلیدی: ستون سنگی، محصورشدگی، بهسازی خاک، خاک نرم رسوبات رس نرم از لحاظ زمین شناسی بسیار جوان هستند و در تمامی نواحی ساحلی گسترش یافتهاند.چ این رسوبات به دلیل مقاومت برشی پایین و تراکم پذیری بالا مشکلات زیادی را در مهندسی ژئوتکنیک ایجاد مینمایند. در مهندسی ژئوتکنیک، ظرفیت باربری و نشست دو معیار اصلی کنترل طراحی و عملکرد پیها میباشد. برای حل یا کاهش مسائل نشست و ظرفیت باربری، بهسازی خاک با ستون سنگی را میتوان درنظر گرفت. بعلاوه، به علت نفوذپذیری بالای مصالح ستون سنگی، نرخ تحکیم در رس نرم افزایش مییابد.
ستونهای سنگی باربری محوری خود را از فشار مقاوم خاک ناشی از شکم دادگی ستونها و مقاومت در برابر تغییرشکل جانبی تحت بارگذاری کسب میکنند. ستونهای سنگی محدودیتهایی نیز دارند. در حدفاصل مابین بستر رسی و ستون
سًمیهکىفراوسا بیهاالمللیپژيهشهایکاربردیدر
مهىدسیعمران،ا معماریي مدیریتشهری
3rd National & 1st International Conference in applied research on
Civil Engineering, Architecture and Urban Planning
سنگی، ترکیبی از رس و دانههای سنگی ایجاد میشود که نفوذپذیری موثر را کاهش میدهد. به دلیل عدم وجود محصورشدگی دانههای سنگی به درون رس فرو میرود، بویژه در ناحیهای نزدیک به عمق این امر رخ میدهد. برای غلبه بر این محدودیت، ستون سنگی با ژئوسنتتیکها محصور میشود. در ستونهای سنگی محصورشده تنشهای حلقوی در محصورکننده توسعه مییابد که همانند یک لوله الاستیک عمل مینماید و محصورشدگی کافی را برای ستون سنگی فراهم میآورد. بعلاوه، محصورشدگی از اختلاط مابین رس و مصالح ستون سنگی جلوگیری میکند، بنابراین زهکشی ستون سنگی تحت تاثیر قرار نمیگیرد.
تئوری انتقال بار، تخمین ظرفیت باربری نهایی و پیش بینی نشست ستون سنگی در طول چهار دههی اخیر توسط تعدادی از محققین انجام شده است - گرین وود، 1970؛ هیوز و ویترز، 1974؛ ابوشی و همکاران، 1979؛ بلام و پولوس، 1983؛ پریب، 1976؛ فن ایمپ و د بیر، 1983؛ مداف و همکاران، 1994 ؛ بوسیدا و هدری، . - 1995 میچل و هوبر - 1985 - نشان دادند ستونهای سنگی بهطور قابل ملاحظهای نشست را کاهش میدهند. لی و پانده - 1998 - مدلی عددی برای تحلیل الاستیک، همانند رفتار الاستوپلاستیک بستر پی مسلح شده با ستون سنگی، پیشنهاد نمودند.
برای درک مکانیسم ستون سنگی محصور شده، دشپاند و ویاس - 1997 - ستون سنگی محصور شده را آزمایش نمودند و نشان دادند که رفتار محصورشدگی فشار حلقوی را القا میکند که افزایش ظرفیت باربری ستون سنگی را نتیجه میدهد. سیواکومار و همکاران - 2004 - دو سری آزمایش سه محوری برروی ستونهای ماسهای با قطر 32 میلیمتر، با و بدون محصورشدگی ژئوگرید در طولهای مختلف به انجام رساندهاند و نتیجه گرفتند که ستونهای سنگی با طول پنج برابر قطر، ظرفیت باربری را افزایش میدهد.
عبدالکریم و بوهان - 2007 - روشی نوین برای پیشبینی نشست پی روی خاک مسلح شده با ستون سنگی با استفاده از روش همگن الاستوپلاستیک را ارائه نمودند.
دب و همکاران - - 2008 مدلی مکانیکی برای پیش بینی رفتار خاک مسلح با ستونهای سنگی توسعه دادند. آنها همچنین اثر بستر دانهای مسلح نشده و مسلح شده با ژئوسنتتیک را در نظر گرفتند. در مطالعهی آنها ستونهای سنگی، لایه دانهای و خاک نرم به ترتیب با فنرهای سختتر وینکلر، لایه برشی باسترناک و ویگلت-کلوین ایدهآل سازی شده است.
موروگسان و راجاکوپال - 2006 - و لوو و همکاران - 2010 - عملکرد ستونهای سنگی محصور قائم - VESC - با ژئوسنتتیک را با مدلهای عددی مورد مطالعه قرار دادند. با استفاده از مفهوم unit cell، پولکو و همکاران - 2011 - روشی تحلیلی برای ارزیابی زمین مسلح شده با ستونهای سنگی غیرمسلح و ستونهای سنگی محصور قائم را ارائه نمودند.
موروگسان و راجاگوپال - 2010 - تعدادی آزمایش بار برروی ستونهای سنگی تکی و گروهی نصب شده با روش تغییرمکانی با و بدون محصورشدگی و با انواع مختلف ژئوسنتتیک انجام دادند. نتایج آزمایشات بار، اثر مثبت محصورشدگی بر افزایش ظرفیت باربری VESC را نشان میدهد.
نیل و بوعزا - 2010 - تعدادی آزمایش به منظور بررسی اثر روشی جدید با آزمایش فشار بااستفاده از ژئوگرید و دانه بندی مختلف ستون سنگی انجام دادند. وو و هونگ - 2009 - روابط پیشبینی رفتار تنش کرنش محوری ستون سنگی کپسولی را ارائه نمودند و این روابط را با نتایج آزمایش سه محوری تایید کردند.
.2 مطالعه آزمایشگاهی
.1.2 مشخصات مصالح
رس و مصالح سنگی شکسته در این آزمایش مورد استفاده قرار گرفته است. مشخصات رس و نمودار دانهبندی آن به ترتیب در جدول1 و شکل1 آورده شده است.
دانهبندی مصالح سنگ شکسته رد شده از الک شماره 4.76 - 4 میلیمتر - و مانده روی الک شماره 2.38 - 8 میلی متر - می-باشد. مسلح کننده از نوع ژئوتکستایل، که مشخصات آن در جدول2 آورده شده است. مشخصات مقاومت کششی ژئوتکستایل از آزمایش کشش با عرض استاندارد براساس ASTM D 4595-05 بدست آمده که نتایج آن در نمودار آزمایش مقاومت کششی ژئوتکستایل در شکل2 آورده شده است.
