مدلسازي عددي ستون هاي سنگي شفته آهكي تحت بارگذاري و باربرداري به روش اجزاي محدود

Numerical modeling of lime concrete stone columns under loading and unloading using finite element method

در اين مقاله، سعي بر آن بوده كه، با تغيير پارامترهاي مختلف موثر بر رفتار ستون سنگي، نظير مقاومت برشي خاك نرم، نحوه اجرا (اصطكاكي يا اتكايي) و نقش هر يك از اين عوامل بر رفتار بارگذاري-تغييرشكل ستون سنگي شفته آهكي و ستون سنگي معمولي واقع در خاك رسي نرم بررسي شود. بررسي ها و مقايسه هاي انجام شده، تحت بارگذاري و باربرداري محوري صورت گرفته است. اين مطالعه با كمك مدل سازي كامپيوتري و تحليل مدل مذكور با استفاده از نرم افزار اجزاي محدود PLAXIS انجام شده است. ظرفيت باربري و نشست در خاك هاي ريزدانه ي سست، ستون سنگي شفته آهكي نسبت به معمولي بهبود بيشتري پيدا كرده است. همچنين مشخص شد كه، نشست ستون معمولي بيشتر در اثر انبساط جانبي ستون است و نشست چنداني در انتهاي ستون صورت نميگيرد؛ تا در نتيجه ي آن مقاومت خاك زير ستون فعال گردد. ولي عمده نشست ستون سنگي شفته آهكي، در انتهاي آن اتفاق مي افتد. با توجه به اين نكات، خاك كناري ستون و و خاك زير ستون به ترتيب روي ستون سنگي معمولي و شفته آهكي تاثير بيشتري دارند. با توجه به تاثير بيشتر خاك زير ستون سنگي شفته آهكي فاز باربرداري در حالت اتكايي، در هر سه خاك با مقاومت برشي هاي مختلف، زماني كه تنش برابر صفر است، به جاي اوليه خود برگشت (نشست برابر صفر شد). در حالي كه در حالت اصطكاكي، با شرايط يكسان نشست صفر نبود. علاوه بر اين ها، در خاك هايي با مقاومت برشي كمتر، نشست هاي بزرگتري بعد از بار برداري اتفاق افتاده است. در باربرداري ستون سنگي معمولي، در دو حالت اصطكاكي و اتكايي، نتايج تقريبا مشابه اي بدست آمده است. دليل اين امر اين است كه، ستون سنگي معمولي، دچار انبساط جانبي (شكم دادگي) مي شود و خاك كناري ستون روي رفتار ستون تاثير مي گذارد.

This thesis examines the performance and behavior of lime concrete stone columns under axial loading and unloading and make a comparison with ordinary stone columns using the finite element method is dealt with. In this study it was tried to change various parameters influencing the behavior of stone columns, such as shear strength of soft soil, the role of each of these factors on the behavior of pressure-deformation in ordinary stone columns and also lime concrete stone columns in soft clay is processed. Reviews and comparisons under axial loading and unloading of stone columns has been done. In this study, the computer model of finite element software “PLAXIS” were used. As a result of the use of lime concrete stone columns, geotechnical parameters of fine loose soil such as bearing capacity and settlement, improved more than the ordinary stone columns and thus the soil capacity has improved with more loading. It was also found that, settlement of ordinary stone columns is more related to bulging of the column. But settlement of lime concrete stone columns happens due to end bearing capacity. Therefore, behavior of the ordinary stone column is mostly based on the soil beside the column, and behavior of the lime concrete stone columns relates to the soil beneath. These effects have been observed in the both phase of loading and unloading.