اثر پارامترهاي ريزشمع بر ظرفيت باربري و نشست خاك لايه اي روانگراشونده

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

عمران

كارشناسي ارشد

چكيده امروزه از جمله راهكارهايي كه براي تثبيت و افزايش ظرفيت باربري خاك مطرح مي‌شود استفاده از ريزشمع ها است. ريزشمع ها در واقع شمع هايي با قطر كوچك هستند (معمولا كمتر از 30 سانتي متر) كه غالبا با تقويت فولادي سبك و تزريق دوغاب سيمان همراه مي‌باشند. از جمله معضلات موجود در بحث لرزه شناسي، قرار گرفتن ايران در كمربند لرزه‌خيزي زياد است كه با توجه به افزايش روزافزون جمعيت وبه دنبال آن افزايش نياز به ساخت وساز واجراي پروژه هاي عمراني مختلف از يك سو ومحدوديت زمين هاي مناسب جهت احداث سازه¬هاي مورد نياز از سوي ديگر باعث پيدايش روش¬هاي فراواني به منظور مقاوم سازي و بهبود شرايط طبيعي زمين شده است، همچنين با توجه به لايه‌بندي خاك ها، وجود نيمرخ ماسه‌اي اشباع محتمل است كه با قرار گرفتن تحت بار ديناميكي مستعد روانگرايي هستند. بررسي اندركنش و رفتار لرزه‌اي ريزشمع ها در خاك روانگراشونده، با توجه به اينكه ريزشمع¬ها بعنوان يك المان باربر ومقاوم در برابر نشست عمل مي كنند و به دليل تزريق دوغاب سيمان سبب بهبود مشخصات مكانيكي (مقاومتي ورفتاري) خاك اطراف ميشوند، موضوع قابل ملاحظه‌اي مي باشد. در‌ اين تحقيق، بعد از معرفي و توصيف مشخصات مكانيكي وكاربردي ريزشمع¬ها به بررسي پيشينه موضوع و پژوهش‌هاي انجام شده در اين باره پرداخته شده است و نتايج و نواقص آنها به صورت مختصر بيان شده است سپس در فصل بعدي به طرح مسئله و راهكار مدلسازي و معرفي ابزار حل مسئله يعني نرم‌افزار مناسب جهت تحليل اجزا محدود پرداخته شده است. در فصل بعدي به تحليل و بررسي عوامل متعددي كه در رفتار لرزه‌اي ريز شمع¬ها در خاك هاي روانگراشونده تاثير گذار هستند اشاره مي¬شود. از جمله اين عوامل مي¬توان به زاويه تمايل، طول، قطر و فاصله بين ريزشمع‌ها اشاره كرد كه در مدلسازي خاص به اثر هر يك از پارامتر‌هاي ذكر شده در نشست و ظرفيت باربري خاك پرداخته شده است.اين مدلسازي ها و تحليل‌ها بوسيله نرم‌افزار المان محدود Plaxis 3D V.20 انجام شده است كه در آن فرضياتي ثابت اعم از حجم مصالح مورد استفاده در گروه ريزشمع، تعداد لايه‌هاي خاك، مشخصات مكانيكي خاك، شتاب نگاشت زلزله و بارگذاري استاتيكي در نظر گرفته شده است سپس با توجه به حجم ثابت مصالح ريزشمع ها، پارامترهاي آن را اعم از طول، قطر، زاويه و تعداد را تغيير داده و اثر آن متغير روي نشست و ظرفيت باربري خاك بررسي شده است و حالت بهينه از ميان مدل هاي ساخته شده مشخص گرديده است.پس از آن بوسيله مشخصات گروه ريزشمع بهينه، 3 مدل با ضخامت هاي متغيير از لايه روانگراشونده ساخته‌شده است تا اثر اين پارامتر نيز بر ظرفيت باربري و نشست خاك مشخص گردد. با بررسي نتايج ارائه شده در فصل چهارم ميتوان دريافت با ثابت در نظر گرفتن مصالح و ضخامت لايه روانگراشونده، هرچه تعداد ريزشمع ها بيشتر شود و طول آنها افزايش يابد نسبت به وقتي كه تعداد كمتر شود و قطر ريزشمع ها افزايش يابد، ريزشمع ها عمكرد بهتري از خود نشان مي‌دهند و در واقع نشست خاك كاهش و ظرفيت باربري آن افزايش يافته است. همچنين افزايش زاويه تورب ريزشمع ها نيز در جهت بهبود مشخصات فيزيكي خاك عمل كرده است بدين معنا كه نشست خاك كاهش و ظرفيت باربري آن افزايش يافته است. با ثابت در نظر گرفتن پارامترهاي ريزشمع ها و افزايش ضخامت لايه خاك روانگراشونده، مشاهده مي‌شود كه ميزان نشست خاك افزايش يافته و به تبع آن ظرفيت باربري خاك كاهش يافته است.

231864

ژئوتكنيك

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان