مطالعه آزمايشگاهي مقاومت برشي ماسه سست بهسازي شده در حالت ستون سنگي مجزا و ترانشه معادل و سطح معادل

Laboratory study of shear strength of loose sand in the case of Individual stone columns, Equivalent trench and Equivalent area method

بدليل پيچيدگي هاي موجود موجود در محاسبات سه بعدي زمين هاي مسلح شده با ستون هاي سنگي مي توان مسائل سه بعدي را به كمك روش هايي مانند سطح معادل و ترانشه معادل به مسائل در حالت دوبعدي (كرنش مسطح) تبديل نمود كه درمطالعات تحليلي و عددي به وفور استفاده مي شود. در خصوص مقايسه نتايج حاصل از روش هاي مذكور و مدل سازي واقعي، مطالعات آزمايشگاهي كاملي صورت نگرفته است. بدين منظور در اين مطالعه آزمايش هايي در دستگاه برش مستقيم در ابعاد 305×305×152 ميلي متر بر روي نمونه خاك بهسازي شده با ستون سنگي در آرايش هاي ستون سنگي مجزا ي)، ترانشه معادل و سطح معادل انجام شد. پارامترهاي تاثيرگذار شامل نسبت ناحيه اصلاح شده (8/4 16/4 ،12 و 25 درصد) و مقدار سربار قائم اعمالي (75 ،55 و 100 كيلوپاسكال) موردبررسي قرارگرفت. نتايج بيانگر افزايش سختي و مقاومت برشي خاك بهسازي شده در آرايش هاي ستون سنگي مجزا و ترانشه معادل و هم چنين تاثير نحوه چيدمان آرايش ستون هاي سنگي درافزايش مقاومت برشي نسبت به بستر سست ماسه اي مي باشد. بيشترين افزايش مقاومت برشي و سختي مربوط به آرايش مربع و كمترين آن مربوط به آرايش منفرد مي باشد. مقايسه نتايج حاصل از آرايش هاي ستون سنگي مجزا و ترانشه معادل متناظر با هر آرايش نشان مي دهد كه مي توان از آرايش ترانشه معادل در حالت دوبعدي به جاي ستون هاي سنگي در حالت سه بعدي استفاده نمود. در آزمايش هاي انجام شده در حالت سطح معادل افزايش در مقاومت قاومت برشي نسبت به بستر ماسه اي سست غيرمسلح مشاهده نشد

Due to the complexity of a three-dimensional (3-D) arrangement of multiple columns, a 3-D problem has been commonly converted into a two-dimensional (2-D) model which has equivalent properties and dimensions by the equivalent trench method and the equivalent area method. These methods are used extensively in analytical and numerical studies. However, no comparison of the results of the above methods and the laboratory studies has been done. Therefore, in this research the experiments performed on reinforced soil in a large direct shear device with dimensions of 305*305*152 mm. Experiments performed with individual stone columns (single, square and triangular arrangement), equivalent trench and equivalent area method.The effective parameters include the area replacement ratio, 8.4 ,12, 16.4 and 25 percent, and vertical loads ( 55, 75 and 100 kPa) Has been studied. Results showed that improvement the stiffness of composite soils and increase in shear strength of individual stone columns (single, square and triangular arrangement) and equivalent trench and stone column arrangement had an impact on improving the shear strength of stone columns. The most increase in shear strength and stiffness values was observed for square arrangement of stone columns and the least increase was for single stone columns. Comparing the results of individual stone columns and equivalent trench in any arrangement, showed that equivalent trench arrangement can be used in two-dimensional models instead of three-dimensional individual stone columns. In the equivalent area method, there is no increase in shear strength and shear strength parameters compared to sandy bed.