مطالعه عددي سه بعدي پايداري شيب ماسه اي مسلح با ستون سنگي مسلح با ژئوگريد

3D Numerical Investigation of Slope Stability using Geogrid Reinforced Stone Column

يكي از روش هاي مناسب و موثر براي مسلح كردن شيب هاي خاكي استفاده از ستون هاي سنگي با پوشش ژيوگريد مي باشد، كه اين غلاف ژيوگريد به خوبي قادر است ظرفيت باربري شيب را افزايش و ميزان نشست را در آن كاهش دهد. هدف از انجام اين پژوهش، مطالعه عددي رفتار ستون سنگي مسلح با پوشش ژيوگريد در پايدار سازي شيب خاكي ماسه اي به صورت سه بعدي در حالات مختلف است. نتايج حاصل از تحليل به كمك نرم افزار تفاضل محدود FLAC3D نشان داده است كه ستون سنگي مسلح با پوشش ژيوگريد در شيب ماسه اي اشباع، پايداري آن را تا حد رضايت بخشي نسبت به حالت شيب مسلح با ستون سنگي معمولي بهبود مي بخشد. در اين پژوهش پارامترهاي مختلفي از جمله قطر ستون سنگي، سختي، چسبندگي و اصطكاك فنر كوپل ژيوگريد، فاصله مركز به مركز ستون هاي سنگي (نسبت S/D)، و نحوه آرايش مسلح كننده ها بررسي شده اند. نتايج حاكي از آن است كه پارامتر تاثير گذار در ژيوگريد به منظور مسلح كردن ستون سنگي، چسبندگي فنر كوپل است، كه با افزايش اين پارامتر ظرافيت باربري شيب مسلح به صورت خطي افزايش مي يابد (اين بدان معني است كه استفاده از ستون سنگي مسلح با پوشش ژيوگريد، مي تواند ظرفيت باربري شيب را بسته به نوع مشخصات ژيوگريد، تا 1/8برابر شيب مسلح با ستون سنگي معمولي بهبود بخشد). در حالت شيب مسلح با رديف ستون سنگي بيشترين افزايش ظرفيت باربري در حالت S/D=2 به وجود مي آيد، اما كاهش نسبت S/D الزاما به معناي افزايش چشمگير ظرفيت باربري شيب نخواهد بود.

One of the efficient ways in order to reinforce the earth slopes is Geogrid Encased Stone Column (GESC). This technique can increase bearing capacity and decrease settlement rate of slopes. The aim of this study is to perform a three dimensional finite difference method (FLAC3D) for GESC in the stabilization of sand slopes. According to the results of 3D numerical analysis, the existence of geogrid-encased stone column, increases stability to an ideal level compared with ordinary stone column-reinforced slopes. Different parameters including stone column diameter, the coupling spring stiffness, coupling spring cohesion, coupling spring friction, S/D ratio, and the layout of encasements evaluated and discussed in this paper. The influential parameter in geogrid in order to reinforce stone column, is coupling spring cohesion. By increasing the parameter, slope bearing capacity of reinforced slope increases linearly. This indicate that use of geogrid reinforced stone column, based on type of geogrid characteristics, can enhance earth slope bearing capacity up to 1.8 times of slope reinforced by ordinary stone column. The maximum bearing capacity with a row of stone columns was obtained for S/D=2. However, the reduction of S/D does not necessarily imply the increase of bearing capacity of slopes.