چکیده
بررسی عددی ظرفیت باربری نهایی (Qult) و رفتار تسلیم شمعهای تیشکل سیمانی اختلاط عمیق (TDM) تحت حجم معادل انجام شد. تستهای مدل فیزیکی نیز برای تأیید یافتههای عددی انجام گرفت. در نهایت، نتایج نشان دادند که هم شکل کلاهک شمع بزرگ و هم مقاومت شمع نقش مهمی دارند. از آنالیزهای حساسیت نیز معلوم شد که تأثیرات شکل کلاهک شمع و مقاومت شمع روی رفتار باربری پیچیده شمعهای TDM ناشی از تغییرات مود تسلیم است که این تأثیرات به بسیجشدگی اصطکاک پوسته و باربری کلاهک و بدنه شمع بستگی دارد.
1) مقدمه
اصلاح خاک نرم با شمعهای سیمانی اختلاط عمیق (DCM) یکی از تکنیکهای تثبیت خاک است که برای ارتقای عملکرد تأسیسات روی زمین و زیرزمینی، مانند خاکریزهای جادهای (مانند، [۹-۱])، کانالهای زهکشی (مانند، [۱۰،۱۱]) و گودبرداریهای عمیق (مانند، [۱۴-۱۲]) استفاده میشد. از زمان ورود اولین شمعهای DCM در سوئد و ژاپن در اواسط دهه ۱۹۷۰، این تکنیک در کشورهای متعددی که لایه خاک نرم در آنجا بطورخاصی ضخیم بود، رایج شد [۱۵]. اهداف اصلی استفاده از این نوع شمعها شامل بهبود ظرفیت باربری خاک، حداقل رساندن جابجایی جانبی، کاهش نشت کل و تفاضلی، و افزایش پایداری شیروانیها است، که در بسیاری از موارد ساختمانی تأیید شد (مانند، [۳،۵،۹]). تجربه گذشته نیز نشان میدهد که استفاده از این شمعها برای بهبود نواحی خاک نرم از زمان و هزینه ساخت میکاهد.
Abstract
A numerical investigation of the ultimate pile capacity and failure behavior of T-shape deep cement mixing (TDM) piles is conducted under equivalent volume. Physical model tests are conducted to verify the numerical findings. The results reveal that both the shape of the enlarged pile cap and pile strength play key roles. Sensitivity analyses indicate that the effects of cap shape and pile strength on the complex load carrying behavior of TDM piles are attributable to changes in failure mode, which depend on the mobilized skin friction and bearing of both the cap and pile body.
1. Introduction
Soft ground improvement with deep cement mixing (DCM) piles is a soil stabilization technique that has been used to enhance the performance of on-ground and underground facilities, such as road embankments (e.g., [1–9]), drainage canals (e.g., [10,11]) and deep excavations (e.g., [12–14]). Since the first introduction of DCM piles in Sweden and Japan in the mid-1970s, this technique has been widely used in several countries where the soft ground layer is particularly thick [15]. The primary objectives of DCM piles include improving bearing capacity, minimizing lateral movement, reducing total and differential settlement, and increasing slope stability, as confirmed by many construction cases (e.g., [3,5,9]). Past experience also suggests that using DCM piles to improve soft ground areas reduces construction time and costs.
چکیده
1 مقدمه
2 تاریخچه موردی و مدلسازی عددی
2.1 تاریخچه موردی
2.2 مدلسازی عددی
3 بررسی مقدماتی
3.1 تأثیر قطر سطح و مقاومت شمع DCM عادی بر منحنی بار-نشست در مقایسه با مورد مرجع
3.2 تأثیر ابعاد کلاهک شمع بزرگشده و مقاومت شمع TDM روی منحنی بار-نشست در مقایسه با شمع DCM عادی تحت حجم کنترلشده
4 آزمایش مدل فیزیکی
5 مطالعه حساسیت
الگوهای تسلیم
تأثیر ضریب شکل (α_s) و نسبت مقاومت (α_P) بر ظرفیت باربری نهایی
بسیج شدن مقاومت جداره و نوک شمع در ظرفیت باربری نهایی (Qult)
6 نتیجهگیری
ABSTRACT
1. Introduction
2. Case history and numerical modelling
2.1. Case history
2.2. Numerical modelling
3. Preliminary investigation
3.1. Effect of surface diameter and strength of the conventional DCM pile on the load-settlement curve compared to the reference case
3.2. Effect of an enlarged pile cap dimension and strength of the TDM pile on the load-settlement curve compared to the conventional DCM pile under controlled volume
4. Physical model test
5. Sensitivity study
(1) Failure patterns
(2) Effects of the shape factor ( ) αs and strength ratio (αp) on the ultimate bearing capacity (Qult)
(3) Mobilization of side and tip resistances at the ultimate bearing capacity (Qult)
6. Conclusion