مطالعه عددی اثر مسلح‌سازی بستر بر رفتار مقاطع تسلیح شده آزمایشی به روش اجزای محدود

یکی از روش­های مناسب احداث سریع راه­ها روی بسترهای ضعیف، استفاده از مسلح­کننده­های ژئوسنتتیک با هدف بهسازی خاک می­باشد که در حال حاضر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به منظور شناخت هرچه بیشتر رفتار بسترهای مسلح شده و تبیین روش­های طراحی مناسب برای آن­ها، تاکنون آزمون­های صحرایی و آزمایشگاهی محدودی تحت شرایط بارگذاری ترافیکی واقعی برنامه­ریزی و اجرا گردیده است. اما به علل مختلف، از جمله هزینه­های زیاد آزمون­های صحرایی و مشکلات اجرایی، انجام آنها با محدودیت­هایی همراه است. به کمک روش­های شبیه‏سازی عددی می­توان مطالعات پارامتریک جامعی را در مورد عملکرد این­گونه راه­ها به انجام رساند و تأثیر عوامل مهم را مورد ارزیابی قرار داد. در این تحقیق، با استفاده از شبیه­سازی عددی سه­بعدی، عملکرد بستر راه مسلح­شده با لایه­های ژئوسنتتیک تحت اثر بار ترافیک عبوری مورد بررسی قرار گرفت و نتایج آن به کمک داده­های مطالعات میدانی اعتبارسنجی شد. مقایسه نتایج حاصل از مدل‏سازی عددی و مطالعات میدانی نشان می­دهد که مدل عددی قابلیت پیش­بینی رفتار یک سیستم مسلح شده با ژئوگرید را دارا می­باشد و انطباق مناسبی بین نتایج حاصل از آزمایش­های صحرایی و پاسخ­های مدل‏سازی عددی وجود دارد. نتایج بررسی­های عددی نشان می­دهد که نشست راه با بستر مسلح شده به شدت تحت تأثیر خصوصیات مکانیکی مسلح­کننده­ها، از جمله سختی ژئوگرید، می­باشد. به نحوی که با کاهش سختی ژئوگرید در حدود 50%، نشست سطح راه حدود 61% افزایش می­یابد. همچنین، تأثیر سختی مصالح اساس و بستر بر میزان نشست سطح راه در حالت بستر مسلح شده به میزان 50% نسبت به بستر مسلح نشده کاهش می­یابد. نتایج، افزایش ظرفیت ترافیک (TBR) به میزان 11/26 برابر را بر اثر تسلیح و تقویت مقطع با مسلح­کننده قوی نشان می­دهد.