مدل‌سازي فيزيكي اثر جانمايي ستون‌هاي سنگي بر رفتار پي نواري مجاور شيرواني خاك نرم

Physical Modeling of the Effect of Stone Column Location on the Behavior of Strip Footing near Soft Soil Slope

ساختن پي‌ها روي خاك نرم به‌دليل كم بودن ظرفيت باربري و افزايش مقادير نشست در اين خاك‌ها همواره از مشكلات پيش روي مهندسان ژئوتكنيك بوده است. يكي از راهكارهاي موجود براي برطرف كردن اين مشكل، اضافه كردن الماني تقويتي به خاك است و يكي از المان‌هايي كه مي‌توان به خاك اضافه كرد ستون سنگي است. در اين روش، 15 الي 35 درصد از حجم خاك نامرغوب با خاك مناسب جاي‌گزين ‌مي‌شود. در اين تحقيق به بررسي آزمايشگاهي تأثير وجود ستون سنگي تكي و گروهي و هم‌چنين تأثير موقعيت مكاني و طول ستون سنگي بر ظرفيت باربري پي نواري قرار گرفته در مجاورت شيرواني از جنس خاك رس نرم مي‌پردازيم. هم‌چنين ستون‌هاي سنگي با استفاده از دورگير قائم، مسلح شده و تأثير مسلح كردن ستون سنگي در حالت‌هاي مختلف نيز بر رفتار پي نواري مجاور شيب بررسي شد. نتايج نشان داد كه تقويت كردن شيب رسي با ستون سنگي، در همه حالت‌ها موجب افزايش ظرفيت باربري پي نواري قرار گرفته در مجاورت شيب مي‌شود. هم‌چنين مسلح كردن ستون سنگي با دورگير، سبب بهبود عملكرد ستون سنگي و افزايش ظرفيت باربري پي نسبت به حالت مشابه ستون سنگي غيرمسلح مي‌شود. طول بهينه ستون سنگي غيرمسلح قرار گرفته در زير پي 4 برابر قطر ستون است. بيش‌ترين تأثير ستون سنگي روي ظرفيت باربري پي نواري زماني اتفاق افتاد كه ستون سنگي در زير پي قرار گرفت و با افزايش فاصله بين مركز ستون و مركز پي، ظرفيت باربري پي كاهش يافت. هم‌چنين با بررسي راندمان گروه ستون‌هاي سنگي مشخص شد در هر دو حالت مسلح و غيرمسلح، عملكرد گروه دوتايي ستون‌هاي سنگي در مقايسه با گروه سه‌تايي بهتر است.

Bearing capacity is very important in geotechnical engineering, which depends on factors such as footing shape, stress distribution under footing and failure mechanism of soil. Construction of the footing near a slope affects the behavior of footing and reduces the bearing capacity. Also, construction of structures on soft soil usually involves problems such as excessive settlement, deformation and stability problems. In order to increase the bearing capacity, especially in soft soils, one method is adding stone columns to soils. In this method 15 to 35 percent of unsuitable soil volume is replaced with appropriate material. In this research, the bearing capacity and settlement of a strip footing on a clayey slope reinforced with stone columns is investigated. For this purpose, a series of small-scale model tests was performed on the slope reinforced with both types of ordinary and vertical encased stone columns. The effects of length of stone column and location of stone column on the behavior of footing was studied and the optimum length of column and best location for column were determined. Also, some tests were performed on the effect of group stone columns on the footing and the efficiency of columns was investigated.