چکیده

بررسی اثر تغییرات پارامترهاي مختلف مصالح ستون سنگی و روکش ژئوسنتتیک ذکر شده در رفتار گروه ستونهاي سنگی روکش شده، همچون پارامترهاي نظیر سختی روکش ها و زاویه اصطکاك داخلی و مدول الاستیسیته مصالح ستون سنگی در رفتار گروه ستون هاي سنگی روکش شده که با افزایش سختی روکش و زاویه اصطکاك داخلی باعث افزایش ظرفیت باربري و کاهش کرنش جانبی ستون سنگی میگردد. اما تغییرات مدول الاستیسیته (Es) تاثیر چندانی بر عملکرد گروه ستونهاي سنگی روکش شده با ژئوسنتتیک ندارد. بررسی اثر عمق پوشش گذاري نشان می دهد که پوشش گذاري تا عمقی از سطح زمین، نشست ستون سنگی پوشش گذاري شده با ژئوسنتتیک را به ستون معمولی کاهش می دهد و پوشش گذاري در پایین تر از آن عمق دیگر تاثیري بر نشست پی ندارد. در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از نتیجه مدل سازي هاي آزمایشگاهی و عددي صورت پذیرفته توسط افراد مختلف، پیرامون بررسی تاثیر استفاده از پوشش ژئوسنتتیک در ستون هاي سنگی بررسی گردد. فشار اعمالی در مقابل نشست حاصل از نرم افزار و کار آزمایشگاهی با هم مقایسه و انبساط هاي جانبی دو ستون سنگی معمولی و ستون با پوشش ژئوسنتیکی نیز مقایسه شده اند، که نتایج حاصله نشان می دهد ستون سنگی مسلح شده با ژئوسنتتیک داراي کرنش کمتر و کاهش قابل توجه شکم دادگی می باشد.

واژگان کلیدي: ستون سنگی، ژئوسنتتیک، ظرفیت باربري، کرنش جانبی، نشست.

.۱ مقدمه

بهســازي خــاك شــامل تکنیــک هــا و روش هــاي مختلــف تغییــر خصوصــیات خــاك بــوده کــه نهایتــا منجــر بــه افــزایش مقاومــت و کــاهش تغیــرات حجمــی مــی شــود و تــامین رفتــار خاصــی از رفتــار از خــاك را بــه همــراه دارد. خاکهــاي نــرم و شــل داراي پایـــداري حجمـــی پـــایین و مقاومـــت کـــم بـــوده و ممکـــن اســـت متشـــکل از ماســـه و لاي شـــل و رس اشـــباع و خـــاك هـــاي آلــی و یــا ترکیبــی از مصــالح فــوق باشــند. اکثــر روش هــاي بهســازي در مــورد ایــن خــاك هــا جهــت تعــدیل نشســت و افــزایش تــوان بــاربر کــارائی دارد، ولــی بکــارگیري یــک روش خــاص بســتگی بــه عوامــل اقتصــادي، کــارائی در خــاك موجــود، دسترســی به تجهیزات و مصالح و مهارتها و اثرگذاري روي محیط زیست دارد.

اســـتفاده از گـــروه ســـتون ســـنگی در سیســـتم پـــی، از مـــوارد بهســـازي اســـت کـــه در جهـــت افـــزایش ظرفیـــت بـــاربري و کــاهش نشســت پــذیري و نشســت غیــر یکنواخــت در زیــر فونداســیون بســیار مــوثر اســت. انتقــال بــار ســتون هــاي ســنگی بــه واســطه ي اثــر قیــد جــانبی خــاك اطــراف صــورت مــی گیــرد. در خــاك هــاي نــرم ایــن قیــد جــانبی ممکــن اســت کــافی نباشــد و ســـاختار ســـتون ســـنگی دچـــار تزلـــزل شـــود. اســـتفاده از پوشـــش ژئـــو ســـنتتیکی بـــه دور ســـتون ســـنگی یکـــی از راه هـــاي بهبـــود عملکــرد ســتون هــاي ســنگی اســت. پوشــش ژئوســنتتیکی موجــب افــزایش ســختی و مقــاوم تــر شــدن ســتون هــاي ســنگی مــی

۱

پانزدهمین کنفرانس دانشجویان عمران سراسر کشور ۱۱، ۱۲ و ۱۳ شهریورماه ۱۳۹۳، دانشگاه ارومیه

شــود. بــه عــلاوه ایــن کــه از لغــزش جــانبی مصــالح ســتون ســنگی بــه درون خــاك رس مجــاور جلــوگیري میکنــد و موجــب حفــظ عملکرد زهکشی ستون سنگی می شود.
سیستم پی سازي با استفاده از ستون هاي سنگی روکش شده با ژئوسنتتیکها (GEC) یک روش جدید بهسازي خاکهاي بسیار نرم با مقاومت زهکشی نشده کمتر از ۱۵ کیلو پاسکال است که از دهه گذشته در کشورهاي آلمان، سوئد و هلند استفاده شده است.[۱] در این روش، ستون ها توسط ژئوسنتتیکهاي با مقاومت بالاي کششی روکش می شوند و بر خلاف ستون هاي سنگی روکش نشده که محصور شدگی افقی تنها توسط خاك نرم اطراف ستون تأمین می شود با استفاده از ستون هاي سنگی روکش شده، محصورکنندگی ناشی از خاك نرم می تواند بسیار کمتر باشد و این امر ناشی از اثر محصور کنندگی شعاعی روکش ژئوسنتتیک می باشد. محصورکنندگی افقی همچنین به فشار قائم وارد بر خاك اطراف ستون بستگی دارد که با روکش کردن ستون سنگی و افزایش تمرکز تنش در بالاي ستون، این فشار قائم بسیار کاهش یافته و در نتیجه علاوه بر کاهش تنش هاي افقی در خاك نرم اطراف، میزان نشست نیز بسیار کاهش می یابد. همچنین تنش حلقوي ایجاد شده در ژئو گرید ناشی از تورم مصالح سنگی عامل اصلی بهبود ظرفیت باربري با ستون هاي سنگی پوشش دار است.[۱] معمولا جهت تسهیل در اجراي ستون سنگی و یکنواخت کردن نشست ها و امکان زهکشی در بستر، یک لایه مصالح دانه اي که معمولا به صورت یک رویه ماسه اي است، در سطح بهسازي شده اجرا می شود. براي بهبود عملکرد این رویه ي ماسه اي نیز می توانیم آنها را با ژئوسنتتیک ها مسلح کنیم.[۲]

.۲ ارزیابی استفاده از پوشش ژئوسنتتیک براي ستون هاي سنگی

مطالعات آزمایشگاهی و عددي قابل توجهی در زمینه تاثیر مسلح سازي بی واسطه و قائم ستون هاي سنگی توسط ژئوسنتتیک ها بر عملکرد ستون سنگی از لحاظ ظرفیت باربري، کمانش جانبی، بررسی نشست ستون هاي سنگی و همچنین مقایسه با رفتار ستون سنگی غیر مسلح انجام شده است. در سال ۲۰۰۴ مالارویژي و ایلامپارودي عملکرد خاك بهسازي شده توسط ستون سنگی را با استفاده از نتایج آزمایشات کوچک مقیاس بر روي ستون سنگی مسلح متکی بر ظرفیت باربري انتهایی و ستون سنگی شناور، گزارش کردند.[۳] آن ها نشان دادند که مسلح سازي ستون سنگی تا ۳ برابر موجب بهبود بسترهایی می شود که در آن ها ستون سنگی غیر مسلح به کار رفته است.وو و هونگ (۲۰۰۹) و همچنین لو و همکاران (۲۰۱۰) نشان دادند که استفاده از پوشش ژئوسنتتیکی موجب کاربرد گسترده ي ستون هاي سنگی در مواجه با شرایط خاك هاي خیلی نرم می شود. [۴]

در تحقیق حاضر از نتیجه چندین مدل سازي هاي آزمایشگاهی و عددي توسط افراد مختلف پیرامون بررسی تاثیر استفاده از پوشش ژئوسنتتیک در ستون هاي سنگی استفاده شده است چکیده اي از نتایج آن در ادامه آورده شده است.

۱ -۲ پاسخ فشار- نشست

در شکل ۱ نمودار فشار اعمالی در مقابل نشست حاصل از نرم افزار و کار آزمایشگاهی با هم مقایسه شده اندC .[5] معرف رس نرم بهسازي نشده و Geo1 معرف رس بهسازي شده با ستون سنگی با پوشش ژئوسنتتیک است. مشاهده می شود که نشست رس بهسازي نشده با افزایش بار افزایش یافته و در یک بار ثابت تغییر شکل (نشست) پیوسته دارد. این نوع پاسخ، رفتار رس هاي با تراکم پذیري بالا را نشان می دهد.

۲