دانلود مقاله ظرفیت باربری یک گروه از ستون های سنگی در خاک نرم
چکیده
نصب ستون سنگی یک تکنیک امکان پذیر، به صرفه و بهسازی زمین دوستدار محیط زیست می باشد. ستون ها از سنگدانه فشرده ساخته و در خاک نرم به صورت تقویت کننده ها برای افزایش مقاومت برشی توده خاک، و براساس آن، ظرفیت باربری خاک نصب می شوند. درحالیکه یک ستون سنگی ممکن است توسط برآمدگی تخریب شود، یک گروه از ستون های سنگی با خاک احاطه کننده ممکن است توسط مکانیزم برشی تورفتگی، محلی یا کلی، وابسته به خاک/ستون ها/هندسه سیستم تخریب شوند. حالت گسیختگی زمین تقویت شده می-تواند براساس هندسه زمین و پارامترهای استحکام ستون سنگی و خاک نرم تشخیص داده شود. این مقاله یک مدل تحلیلی را برای پیش بینی ظرفیت باربری خاک نرم تقویت شده با ستون های سنگی تحت شالوده گسترده صلب مربوط به مکانیزم گسیختگی کلی برشی ارائه می کند. این مدل از روش تعادل حدی و مفهوم ویژگی های ترکیب خاک تقویت شده استفاده می کند. تئوری پیشنهادی برای مورد ظرفیت باربری پایه ها در خاک همگن و از طریق نتایج آزمایشگاهی و عددی موجود در مقالات برای این مورد اعتبارسنجی شد. روش طراحی و نمودارها برای اهداف عملی ارائه می شوند.
مقدمه
ستون های سنگی معمولا به صورت یک تکنیک بهسازی خاک برای افزایش ظرفیت باربری و برای کاهش نشست شالوده ها در خاک نرم چسبنده، برای کاهش پتانسیل روانگرایی ماده غیرچسبنده تحت بارگذاری لرزه ای، و برای پایدارسازی خاکریزها و شیب های طبیعی استفاده می شوند. به علاوه، نصب ستون های سنگی یک مسیر فاضلاب کوتاهتر را برای خاک محلی فراهم می کند که منجر به یک افزایش در نرخ استحکام و بر اساس آن، تسریع نشست می شود. مرور کارهای موجود در مدل سازی، آزمایش، و تحلیل خاک های نرم تقویت شده با ستون های سنگی توسط مک کابه و همکاران (2009)، مختاری و کلانتری (2012) و نجار (2013) گزارش شد. مک کابه و همکاران بیان کردند که رفتار ستون های سنگی هنوز باید توسط تکنیک های تحلیلی و عملی درک شود.
هاچز و ویترز (1974) و بالام و بوکر (1981) از مفهوم سلول واحد برای پیش بینی ظرفیت یک ستون استفاده کردند، که فرض می کند که هر ستون در گروه یک دامنه شاخه ای خاک احاطه کننده دارد. این دامنه یک شکل استوانه ای با یک دیواره خارجی صلب دارد و بنابراین، هیچ تنش برشی یا تغییرشکل جانبی در مرزهای بیرونی سلول وجود ندارد (یعنی، هیچ برهمکنشی بین ستون ها در گروه وجود ندارد). مکانیزم گسیختگی برآمدگی برای پیش بینی ظرفیت یک ستون اتخاذ شد؛ بنابراین ظرفیت یک گروه از ستون های سنگی به صورت ظرفیت های کل ستون های منحصر به فرد در گروه درنظر گرفته شد.
مدهاو و ویتکار (1978) یک مدل نظری را برای پیش بینی ظرفیت باربری ستون سنگی واحد یا یک ترانشه دانه-ای با استفاده از روش حد بالای تحلیل و مکانیزم گسیختگی کلی برشی ایجاد کردند. براساس نتایج یک بررسی تجربی، بارکسدال و باکوس (1983) یک روش تقریبی را با استفاده از مقاومت برشی زهکشی نشده خاک احاطه کننده برای پیش بینی ظرفیت باربری سیستم ارائه کردند. پریبه (1995) اولین نفری بود که الگوی گسیختگی کلی برشی و پهنای معادل شالوده را برای پیش بینی ظرفیت گروه با استفاده از زاویه مقاومت برشی زمین تقویت نشده و یک مقدار متوسط از چسبندگی پهنای شالوده معادل فرض شده ارائه کرد. بواسیدا و همکاران (1995) یک حل کران پایین مدل سلول مرکب را برای برآورد ظرفیت یک گروه از ستون های سنگی ایجاد کردند. پریبه (1995) روشی را برای برآورد میزان نشست برای ستون های سنگی باربری نهایی ایجاد کرد. پریبه (2005) یک روش مشابه را برای ستون های سنگی شناور ارائه کرد. الوزه و همکاران (2010) روش پریبه را به خاطر پایین تر بودن از روش های طراحی دیگر برای تحلیل شالوده های ستون سنگی مورد انتقاد قرار دادند.
Abstract
Installation of stone column is a viable, cost effective, and environmentally friendly ground-improvement technique. Columns are made of compacted aggregate and are installed in weak soil as reinforcements to increase the shear resistance of the soil mass and, accordingly, its bearing capacity. While a single stone column mostly fails by bulging, a group of stone columns together with the surrounding soil may fail by general, local, or punching shear mechanism, depending on the soil/columns/geometry of the system. The mode of failure of the reinforced ground could be identified based on the ground geometry and strength parameters of both stone column and soft soil. This paper presents an analytical model to predict the bearing capacity of soft soil reinforced with stone columns under rigid raft foundation subject to general shear-failure mechanism. The model utilizes limit-equilibrium method and the concept of composite properties of reinforced soil. The proposed theory was validated for the case of bearing capacity of footings on homogenous soil and via the laboratory and numerical results available in the literature for this case. Design procedure and charts are presented for practicing purposes.
Introduction
Stone columns generally are used as a soil-improvement technique to increase the bearing capacity and to reduce settlement of foundations on cohesive soft soil, to reduce liquefaction potential of cohesionless material under seismic loading, and to stabilize natural slopes and embankments. Furthermore, installation of the stone columns provides a shorter drainage pathway for the native soil resulting in an increase in the rate of consolidation and, accordingly, an acceleration of the settlement. Reviews of available works on modeling, testing, and analysis of soft soils reinforced with stone column were reported by McCabe et al. (2009), Mokhtari and Kalantari (2012), and Najjar (2013). McCabe et al. (2009) stated that the behavior of stone columns has yet to be captured fully by analytical and numerical techniques.
Hughes and Withers (1974) and Balaam and Booker (1981) utilized the concept of unit cell to predict the capacity of single stone column, which assumes that each column in the group has a tributary domain of the surrounding soil. The domain has a cylindrical shape with a rigid exterior wall and, therefore, there is no shear stress or lateral deformation on the outside boundaries of the cell (i.e., no interaction between columns within the group). The bulging failure mechanism was adopted to predict the capacity of a single column; then the capacity of a group of stone columns was taken as the total capacities of the individual columns in the group.
Madhav and Vitkar (1978) developed a theoretical model to predict the bearing capacity of single stone column or a granular trench using the upper-bound limit method of analysis and the general shear-failure mechanism. Based on the results of an experimental investigation, Barksdale and Bachus (1983) proposed an approximate approach, utilizing the undrained shear strength of the surrounding soil to predict the bearing capacity of the system. Priebe (1995) was the first to introduce the general shear-failure pattern and the equivalent width of foundation to predict the group capacity using the angle of shearing resistance of unreinforced ground and an averaged value of the cohesion of the assumed equivalent foundation width. Bouassida et al. (1995) developed a lower-bound solution of the composite cell model to estimate the capacity of a group of stone columns. Priebe (1995) developed a method to estimate the amount of settlement for end-bearing stone columns. Priebe (2005) proposed a similar method for floating stone columns. Ellouze et al. (2010) criticized the Priebe method for being inferior to other simple design methods for analyzing stone-column foundations.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
مقدمه
مدل تحلیلی
تاثیر نصب ستون
اعتبارسنجی
نتیجه گیری
منابع
Abstract
Introduction
Analytical Model
Column-Installation Effect
Validation
Conclusion
References
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه