ارزيابي عملكرد خاك مسلح زير پي مربعي با توجه به پيش تنيدگي مسلح كننده

Behavior of prestressed reinforced soil supporting a loaded square footing

در سال هاي اخير، استفاده از مصالح ژئوسينتتيكي به عنوان مسلح كننده در پروژه هاي عمراني به منظور تسليح خاك ساختگاه براي افزايش پارامتر هاي مكانيكي خاك هاي ضعيف، بسيار مرسوم است. همچنين بهره گيري از اين مصالح راه حل ارزان تري در مقايسه با استفاده از پي هاي عميق به شمار مي رود. يكي از روش هاي نوين در استفاده از مسلح كننده ها در خاك، روش اعمال نيروي پيش تنيدگي به مسلح كننده ها مي باشد. ژئوسينتتيك از جمله مصالح انعطاف پذيري هستند كه مي بايست ميزان كرنشي در آن ايجاد شود تا مقاومت كششي آن بسيج شود. اين ميزان كرنش در نشست هاي اوليه در خاك براي بسيج شدن مقاومت كششي مسلح كننده كافي نيست. بنابراين مسلح كننده ژئوسينتتيكي حداكثر بهره وري خود را بعد از نشست هاي بزرگ در خاك نشان مي دهد كه اين موضوع در پي هاي سطحي مشكل ساز است. اعمال نيروي پيش تنيدگي به مسلح كننده باعث جلوگيري از نشست هاي اوليه در خاك و فعال شدن مسلح كننده به محض قرارگيري در خاك مي شود. به منظور تحليل اين روش، از قابليت شبيه سازي سه بعدي نرم افزار المان محدود ABAQUS استفاده شده است. بر اساس نتايج حاصل از شبيه سازي مي توان اينگونه نتيجه گيري نمود كه استفاده از روش اعمال نيروي پيش تنيدگي به مسلح كننده ها واقع در خاك زير پي باعث افزايش قابل توجه در ظرفيت باربري خاك و كاهش نشست پي واقع بر آن مي شود. حداكثر ميزان افزايش ظرفيت باربري خاك و كاهش نشست پي واقع بر آن بواسطه اعمال نيروي پيش تنيدگي بهينه به مسلح كننده به ميزان 2 درصد مقاومت كششي مجاز مسلح كننده، در مقايسه با حالت مسلح شده و بدون اعمال نيروي پيش تنيدگي، به ترتيب 90 درصد و 1.2 برابر مي باشد.

In recent years, the use of geosynthetic materials as a soil reinforcement in construction projects in order to increase the mechanical properties of weak soils, is very common. Also, using these materials in cheaper solution compared to deep foundation. Using new technique, today researchers are looking for new methods to increase the efficiency of reinforcements in soil bed. One of these new methods in prestressing the reinforcements. Geosynthetics are extensible reinforcements and require some strain for mobilizing the required tensile stress. The strain in reinforcement occurring due to initial settlement is not sufficient to mobilize the required tensile stress in it. Hence, geosynthetics demonstrate their beneficial effects only after considerably large settlements, which is not a desirable feature for shallow foundations. Prestressing the reinforcement leads to prevent initial settlements and activate reinforcement as soon as it is placed in soil. In this study, behavior of prestressed geogrid reinforced sand supported by square footing is investigated, also parameters including soil type, geosynthetics type and prestressing force, were studied. In order to analyze this method, the 3-Dimensional simulation capability of finite-element program, ABAQUS, is used. Based on the simulation results, it can be drawn that using the method of prestressing the reinforcements caused remarkable increase in bearing capacity of soil and improvement the settlement behavior of footing on it. The maximum increase in bearing capacity and improvement in settlement of footing due to applying optimum prestressing of 2% of the allowable tensile strength of reinforcement, compared to soil reinforcement without prestress is 90% and 1.2 times, respectively.