ظرفیت باربری پی های واقع بر خاک چسبنده-اصطکاکی مسلح به ژئوگرید

چکیده استفاده از ژئوسنتتیک ها برای بهبود عملکرد پی های سطحی طی دو دهه اخیر, توسط محققان زیادی مورد مطالعه قرار گرفته است. در بین ژئوسنتتیک های موجود, ژئوگرید ها به سبب صلبیت و مقاومت کششی زیاد کاربرد بیشتری در امر مسلح سازی خاک ها دارند. ژئوگرید ها بار پی را در سطح وسیعتر و در عمق بیشتری به خاک انتقال می دهند که نتیجه آن افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست پی و افزایش سختی خاک خواهد بود. در تحقیق حاضر به مساله ظرفیت باربری پی های واقع بر خاک چسبنده اصطکاکی مسلح پرداخته شده است. در این راستا, آزمایش ها بر روی خاک دانه ای و چهار سری خاک چسبنده اصطکاکی انجام شده و تاثیر چسبندگی به عنوان پارامتری تاثیرگذار بر بازدهی تسلیح و ظرفیت باربری پی, مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تاثیر متغیرهایی مانند: عمق اولین لایه تسلیح، طول لایه تسلیح، فاصله قائم لایه های تسلیح و تعداد لایه ها بر ظرفیت باربری مورد مطالعه قرار گرفته و مقادیر بهینه این متغیرها برای رسیدن به بیشینه ظرفیت باربری پیشنهاد شده است. در ادامه تاثیر چسبندگی خاک بر پارامترهای بهینه مورد ارزیابی قرار گرفته است. علاوه بر افزایش ظرفیت باربری, جنبه دیگر مسلح کردن خاک, کاهش نشست پی و افزایش سختی خاک است که این موضوع در حالات مختلف در این تحقیق بررسی شده است. بر اساس آزمایش های انجام شده, مشخص گردید که افزایش درصد خاک ریزدانه و یا به عبارت دیگر افزایش چسبندگی خاک در یک درصد تراکم ثابت, ظرفیت باربری را افزایش داده و بازدهی تسلیح را کاهش داده است، در نتیجه بازدهی تسلیح در خاک دانه ای نسبت به خاک چسبنده اصطکاکی بیشتر است. همچنین مشاهده شد که تغییر نوع رس افزوده شده به ماسه تاثیر چندانی بر بازدهی تسلیح ایجاد نمی نماید. نتایج بررسی ها نشان داد هنگامی که از یک لایه مسلح کننده استفاده شود, عمق مدفون بهینه ای برای تسلیح وجود دارد که در این عمق ظرفیت باربری بیشینه خواهد شد. این عمق در این تحقیق b25/0 به دست آمد (b: عرض شالوده مدل). با افزایش چسبندگی خاک این عمق افزایش یافته و به b35/0 رسید. به عبارت دیگر با افزایش چسبندگی, عمق بهینه اولین لایه تسلیح افزایش خواهد یافت. با ثابت نگه داشتن لایه مسلح کننده در عمق بهینه مشاهده شد که افزایش طول لایه تسلیح ظرفیت باربری را افزایش می دهد، اما این افزایش بعد از طول بحرانی تغییر زیادی ندارد. طول بحرانی برای خاک دانه ای b4 به دست آمد و با افزایش چسبندگی خاک این طول در خاک چسبنده اصطکاکی کاهش یافت و به b3 رسید. بنابراین با افزایش چسبندگی خاک, طول بحرانی تسلیح کاهش خواهد یافت. همچنین بدون توجه به نوع خاک, فاصله قائم بهینه لایه های تسلیح b35/0 حاصل شد. نتایج آزمایش های مدل نشان داد که در خاک چسبنده اصطکاکی با افزایش تعداد لایه ها تا چهار لایه, ظرفیت باربری افزایش می یابد و بعد از این تعداد لایه, افزایش چندانی در ظرفیت باربری مشاهده نمی گردد. علاوه بر افزایش ظرفیت باربری, در خاک دانه ای مسلح کردن سختی خاک را تا 5/3 برابر و در خاک چسبنده اصطکاکی تا 1/2 برابر حالت غیرمسلح افزایش خواهد داد. مسلح کردن تاثیر زیادی در کاهش نشست پی داشته است. تاثیر این کاهش با افزایش فشار وارد بر پی بیشتر نمایان می شود.