مطالعۀ آزمايشگاهي تأثير نسبت تمركز تنش در مقاومت برشي بستر ماسه‌اي مسلح شده با ستون سنگي

نسبت تمركز تنش(n) يكي از پارامترهاي مهم در امر بهسازي زمين به‌روش ستون سنگي است. مقدار نسبت تمركز تنش (n) كه به‌صورت نسبت تنش وارد بر ستون سنگي به تنش وارد بر توده خاك اطراف تعريف مي‌شود. در اين مقاله نتايج حاصل از بررسي آزمايشگاهي به‌منظور بررسي تغييرات نسبت تمركز تنش در هنگام اعمال بارهاي قائم و برشي هم‌زمان استفاده شده است. براي مدل‌سازي فيزيكي از دستگاه برش مستقيم بزرگ با ابعاد 305 ×305 ميلي‌متر و ارتفاع 152.4 استفاده شده است. براي محاسبه ميزان تنش وارد بر ستون‌هاي سنگي و خاك اطراف از لودسل‌هاي مينياتوري استفاده شده است. آزمايش‌ها در سه آرايش قرارگيري ستون سنگي شامل آرايش منفرد و مثلث و مربعي، در سه نسبت ناحيۀ اصلاح شده 8.4 و 12 و 16.4 درصد و 3 سربار قائم 55 و 75 و 100 كيلوپاسكال انجام شد. در ساخت بستر و ستون سنگي به‌ترتيب از ماسه سست و سنگ شكسته استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهد نسبت تمركز تنش با افزايش قطر ستون سنگي و تنش قائم كاهش مي‌يابد و هم‌چنين نسبت تمركز تنش در آرايش مربع داراي بيش‌ترين و در آرايش منفرد داراي كم‌ترين مقدار است. در تمامي آرايش‌هاي قرارگيري ستون سنگي مقدار نسبت تمركز تنش تا ميزان جابه‌جايي افقي برابر 2 تا 3 ميلي افزايش و بعد از آن با افزايش جابه‌جايي افقي مقدار نسبت تمركز تنش كاهش مي‌يابد و تقريباً به مقدار ثابتي مي‌رسد. مقايسۀ پارامترهاي برشي معادل به‌دست‌آمده از نتايج آزمايش و روابط تحليلي در حالت‌ها نسبت تمركز تنش برابر با 1 و نسبت تمركز تنش واقعي بدست آمده از نتايج آزمايش‌ها بيان‌گر آن است كه مقادير پارامترهاي مقاومت برشي معادل حاصل از نتايج آزمايش‌ها بيش‌تر از مقادير حاصل از روابط تحليلي است. هم‌چنين در نظر گرفتن نسبت تمركز تنش برابر با 1 در محاسبات پارامترهاي مقاومت برشي محافظه‌كارانه است و محاسبه پارامترهاي مقاومت برشي معادل واقعي بايد بر اساس نسبت واقعي تمركز تنش محاسبه شود.