بخشی از مقاله
-1 چکیده
اصلاح خاک یکی از راهکارهای مناسب برای بهره برداری و اجرای سریع تر پروژه های عمرانی است که با روش های گوناگون از جمله روش مکانیکی امکان پذیر می باشد. یکی از این راهکارهای مکانیکی استفاده از ژئوسنتتیک ها3 برای مسلح کردن خاک زیر پی است. از پرکاربردترین محصولات ژئوسنتتیکی می توان به ژئوگریدها اشاره کرد. در این تحقیق نیز برای بهبود ظرفیت باربری بستر از ژئوگرید استفاده شده است. تاکنون توجه کمی به خاک هایی شده است که درآنها تغییرات محلی در شرایط سطحی منجر به بوجود آمدن پاکت های نرم یا حفره در خاک گردیده است.
از جمله عوامل بوجود آمدن چنین شرایطی، فعالیت های طبیعی یا دستکاری شده بشر می باشد. اندازه و موقعیت پاکت نرم می تواند خیلی وسیع باشد و وجود پاکت نرم می تواند باعث خطر زیاد و جابجایی های غیر قابل تحمل زمین شود. هدف از این تحقیق بررسی عملکرد پی مربعی واقع بر بستر ماسه ای شامل پاکت نرم، پس از تسلیح می باشد.
در راستای نیل به این هدف ظرفیت باربری پی سطحی در حالت اول روی بسترماسه ای بدون پاکت نرم و تسلیح، در حالت دوم روی ماسه شامل پاکت نرم و بدون تسلیح و در حالت سوم روی بستر ماسه ای شامل پاکت نرم و تسلیح مورد بررسی قرار گرفت. ظرفیت باربری به دست آمده در حالت اول با ظرفیت باربری به دست آمده در حالات دیگر مقایسه گردید. در حالت دوم موقعیت پاکت نرم از کف پی و همچنین ابعاد پاکت نرم مورد بررسی قرار گرفت و در حالت سوم بهینه پارامترهای تسلیح به منظور رسیدن به ظرفیت باربری بیشینه و کاهش نشست بستر ماسه ای مورد بررسی واقع شدند.
-2 مقدمه
روش های متعددی در چند دهه گذشته برای بهبود خواص مکانیکی خاک پیشنهاد و مورد استفاده قرار گرفته شده است. یکی از این روش ها خاک مسلح است. ژئوگرید ها که از محصولات ژئوسنتتیکی هستند از جمله عناصر تسلیح کننده هستند که به طور گسترده در تسلیح خاک مورد استفاده قرار می گیرند. امروزه در خاک های مسلح جایگزینی ژئوگریدها به جای تسمه های فلزی به طور فزاینده ای ادامه دارد که یکی از علل آن مشکل خوردگی تسمه های فلزی در خاک و هزینه بیشتر آنها در مقایسه با ژئوگریدها می باشد.
مندال و ساه - >1@ - Mandal&Sah,1992، دس و خینگ >2@ - Das&Khing,1993 - ، شین و دس >3@ - Shin&Das,1994 - و داس و ماجی >4@ - Das&Maji,1994 - ظرفیت باربری پی سطحی واقع بر بستر مسلح به ژئوگرید را مورد مطالعه قرار دادند و دریافتند که پی مستقر بر بستر مسلح می تواند بار بیشتری نسبت به حالت مسلح نشده تحمل کند.
مشابه همین کارها که روی خاک لایه ای انجام شد می توان به مطالعات انجام شده توسط خینگ و همکاران >5@ - Khing et al,1994 - ، الاواجی و همکاران >6@ - Alawaji et al,2001 - ، کومار و والیا >7@ - Kumar&Walia,2005 - و کومار و همکاران >8@ - Kumar et al,2006 - اشاره کرد. نتایج آنها نشان داد که بعد از جایگزینی لایه بالایی خاک با ماسه خوب دانه بندی شده برای بسیج مقاومت اصطکاکی خاک مسلح کننده، افزایش قابل ملاحظه ای در ظرفیت باربری حاصل شد. پاترا و همکاران >9@ - Patra et al,2006 - و ساداقلو و همکاران >10@ - Sadoglu et al 2009 - اثر خروج از مرکزیت بار روی ظرفیت باربری پی سطحی واقع بر بستر مسلح را بررسی کردند. نتایج آنها نشان داد که مشارکت مسلح کننده با افزایش خروج از مرکزیت بار کاهش می یابد.
سیریش و همکاران >11@ - Sireesh et al 2009 - و محمد >12@ - Mohamed,2010 - ظرفیت باربری پی سطحی واقع بر خاک لایه ای حفره دار را بررسی کردند. آنها دریافتند که وجود پاکت نرم اثر مهمی در کاهش باربری خاک در مقابل بارهای سطحی دارد و گسیختگی بستر ماسه شل مسلح شامل پاکت نرم عمدتا بخاطر گسیختگی برش موضعی می باشد. در تحقیقات انجام شده روی ظرفیت باربری پی واقع بر بستر مسلح، از عناصر تسلیح مختلف از جمله ژئوسل، الیاف بافته شده، ژئوتکستایل و لاستیک فرسوده نیز برای تسلیح بستر استفاده شده است.
از جمله مطالعات انجام شده روی ظرفیت باربری پی واقع بر بستر مسلح به ژئوسل مندال و گوپتا >13@ - Mandal&Gupta,1993 - ، داش و همکاران >14@ - Dash et al,2001 - ، کومار و همکاران >15@ - Kumar et al 2003 - ، سیتهارام و همکاران >16@ - Sitharam et al,2009 - ، پخارل و همکاران >17@ - Pokharel et al,2010 - و تفرشی و داوسون >18@ - Tafreshi&Dawson,2010 - می باشد، نتایج این تحقیقات نشان دهنده بهبود بیشتر ظرفیت باربری پی در برابر سایر مسلح کننده ها می باشد.
در سال های اخیر ظرفیت باربری پی واقع بر بستر مسلح تحت بار دوره ای نیز مورد بررسی واقع شده است که مطالعات انجام شده توسط الصواف و نظیر >19@ - Elsawwaf&Nazir,2010 - ، الصواف و همکاران - Elsawwaf et >20@ - al, 2012 و تفرشی و همکاران >21@ - Tafreshi et al,2012 - در این زمینه می باشد، در این تحقیقات برای تعداد سیکل های مشابه بار، با افزایش سطح بار استاتیک اولیه نشست پی افزایش می یابد و نشست تجمعی با افزایش تعداد دوره های بار به صورت نرخ کاهشی تدریجی، افزایش می یابد. نتیجه همه این بررسی ها بهبود عملکرد پی های سطحی را با مسلح کردن خاک نشان می دهد.
-3 مواد و مصالح
-1-3 ماسه
مشخصات ماسه استفاده شده در این تحقیق بر اساس استانداردهایASTM در آزمایشگاه تعیین و در جدول 1 خلاصه گردید. این خاک دارای %88 ریزدانه بوده و بر اساس طبقه بندی USCS از نوع SP می باشد.
-2-3 پی مدل
پی مدل به کار رفته در تست های مدل از نوع مربعی و از جنس فولاد به ابعاد 5×5×2/5 سانتیمتربود. کف پی برای ایجاد اصطکاک و جلوگیری از لغزش بین خاک وپی در حین آزمایش، چسب کاری و در ماسه غلتانده شد. برای ایجاد شرایط بار قائم متمرکز، حفره ای به شکل نیم کره در مرکز پی ایجاد گردید.
