بررسی تحلیلی و آزمایشگاهی تأثیر المان های تسلیح در بهبود خواص ژئوتکنیکی خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران.

2 دانشگاه پیام نور، مرکز مشهد، مشهد، ایران.

3 پ‍ژوهشکده حمل و نقل وزارت راه و ترابری، تهران، ایران.

چکیده

استفاده از عناصر کمکی در بهسازی و اصلاح خواص مهندسی خاک از دیر باز مورد توجه بشر بوده است. امروزه کارایی و توانایی روش تسلیح خاک در ارائه راهکارهای عملی مناسب در پروژه­های مختلف موجب شده تا این دانش به سرعت جای خود را در مهندسی ژئوتکنیک باز نماید. در راستای افزایش ظرفیت باربری خاک و کاهش نشست­های آن، سامانه‌‌های سلولی ژئوسینتتیکی (GCS) ابداع شده است، که این سامانه‌‌ها متشکل از قاب، پوسته ژئوسینتتیکی و خاک هستند. در نوشتار حاضر، رفتار تحلیلی و آزمایشگاهی سامانه‌‌های سلولی ژئوسینتتیکی کوچک مقیاس بر روی نمونه­های استوانه­ای پرشده از ماسه سواحل دریای خزر و به ارتفاع 5/10 و قطر 10 سانتی­متر در شرایط مسلح و غیرمسلح بررسی شده است. بررسی‌های آزمایشگاهی در دستگاه سه محوری و در شرایط فشار همه جانبه خارجی صفر و بررسی‌های تحلیلی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS 6.7 انجام شده است. همچنین در این نوشتار، تأثیر مسلح کننده­های قائم و افقی، تعداد و آرایش آنها در افزایش ظرفیت باربری، کاهش نشست و تغییرشکل­های جانبی نمونه، مورد ارزیابی قرار گرفته است. هم­خوانی مناسبی بین نتایج به‌دست آمده از بررسی‌های تحلیلی و آزمایشگاهی وجود دارد و در همه  موارد بررسی‌های تحلیلی نتایج محافظه­کارانه­تری نسبت به نتایج بررسی‌های آزمایشگاهی ارائه می­دهد. افزون بر نتایج نشان می­دهد المان­های تسلیح قائم نسبت به المان­های تسلیح افقی به میزان قابل توجهی سبب افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست سیستم سلولی ژئوسینتتیکی (GCS) می­شوند، اما تغییر شکل­های جانبی نمونه در تسلیح افقی نسبت به تسلیح قائم کمتر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental and Analytical Study on the Effects of Reinforcement Elements in the Improvement Soil Geotechnical Properties

نویسندگان [English]

  • H. Ghiassian 1
  • S. Ghareh 2
  • H. Salehzadeh 1
  • R. Rasooli 1
  • I. Rahmani 3
1 Iran University of Science & Technology, Tehran, Iran.
2 Payam Noor University, Mashhad Units, Mashhad, Iran.
3 Transportation Research Institute, Tehran, Iran.
چکیده [English]

People have paid attention to the use of supportive elements in retrofitting and soil improvement since a long time ego. Nowadays, the capability of reinforcement soil applications has been showed in different civil engineering projects. In order to increase of bearing soil capacity and reduce the settlement of structure, Geosynthetic Cellular System (GCS) has been invented. GCS consists of frame, geosynthetic fabric and soil. In this research, experimental and analytical behavior of small scale geosynthetic cellular systems has been analyzed. Our test case is a cylindrical specimen filled of sand from the beach of Khazar Sea. These cylinders are 10.5 cm in high and theirs base circle diameter are 10 cm in unreinforcement and reinforcement condition. Experimental studies were done with Teri axial test without back pressure and analytical studies were done with finite element soft ware (ABAQUS 6.7). Also in this research, the effect of vertical and horizontal reinforcement, the number of reinforcement, and their arrangement effect in the increase of bearing capacity, the decrease of settlement and lateral deformation of the instance have been presented. The experimental results and analytical studies are completely comparable and analytical results cover the experimental results. Also the results show that the reinforcement elements extremely cause to increase the bearing capacity and decrease settlement and lateral deformation. But, the horizontal reinforcement facilities in construct make it better than vertical reinforcement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geosynthetic Cellular System
  • Soil Improvement
  • Vertical reinforcement
  • Experimental and analytical studies
 
References
ASTM D5321, 2002- Standard Test Method for Determining the Coefficient of Soil and Geosynthetic or Geosynthetic and Geosynthetic Friction by the Direct Shear Method, American Society for Testing and Material, West Conshohocken, Pennsylvania, USA.
Ghiassian, H. & Holtz, D. H., 2005- Geosynthetic cellular systems (GCS) in coastal application, Report University of Washington, Dept. of Civ. & Envir. Eng., September.
Heibaum, M. H., 2002- Geosynthetic containers a new field of application with nearly no limits, Proceedings of the seventh international conference on geosynthetics 7 ICG-NICE, France, vol. 3, pp. 1013–1016.
Korner, R. M., 2005- Designing with Geosynthetics, Fifth Edition, Prentice Hall.
Otto, F., 1979- Tensile Structures, The MIT Press, the MassachusettsInstitute of Technology, Boston.
Timoshenko, S. & Woinowsky-Krieger, S., 1987- Theory of Plates and Shells. McGraw-Hill, p-4.