تحلیل عملکرد ستون های سنگی تحت بارهای دینامیکی قائم

تکنیک ستون های سنگی یکی از موثرترین روش های بهسازی خاک محسوب می شود. این روش شامل جابجایی 15 الی 35 درصد از حجم خاک محل با مصالح دانه ای است. مصالح مورد استفاده در ستون سنگی اغلب از سنگ شکسته یا شن تشکیل می شود. علت کاربرد فراوان این روش بهسازی، توانایی آن در افزایش مقاومت خاک بستر و ایجاد قابلیت زهکشی در خاک است.استفاده از ستون سنگی منجر به افزایش ظرفیت باربری، کاهش نشست های نسبی، کاهش پتانسیل روانگرایی و افزایش سرعت تحکیم خاک بسترمی شود. به این ترتیب این ستون ها نه تنها در شرایط استاتیکی عملکرد مناسبی دارند بلکه در شرایط دینامیکی نیز منجر به کاهش پتانسیل روانگرایی خاک می شوند. با توجه به آنکه تاکنون تمامی مطالعات انجام شده در زمینه دینامیکی محدود به بحث روانگرایی می باشد، لزوم انجام بررسی پاسخ دینامیکی ستون سنگی تحت نیروهای هارمونیک قائم به منظور محاسبه سختی و میرایی سیستم خاک-ستون سنگی و بررسی دامنه ارتعاشات احساس می شود. همچنین با توجه به آنکه در برخی زمین لرزه ها، به ویژه در سال های اخیر، اثر مخرب ارتعاشات قائم قابل ملاحظه می باشد، مطالعه عملکرد فونداسیون در پاسخ به تحریکات لرزه ای حائزاهمیتمی باشد. در تحقیق حاضر ابتدا ستون سنگی به صورت منفرد تحت بار هارمونیک قائم قرار گرفته و دامنه ارتعاش، سختی و میرایی سیستم خاک-ستون سنگی به کمک روش تحلیلی و عددی تحت اثر پارامترهای تأثیرگذاری چون لاغری ستون سنگی، نسبت مدول الاستیسیته، نسبت چگالی، سختی بستر و فرکانس بی بعد بررسی شده است. در روش تحلیلی از مدل جرم-فنر-میراگر برای مدل سازی اندرکنش ستون سنگی و خاک استفاده شده و در قسمت عددی مدلسازهای انجام شده در نرم افزار flac3dصورت گرفته است. در ادامه پاسخ گروه ستون سنگی به صورت دو ستون، آرایش مثلثی و مربعی به بار هارمونیک اعمالی به کمک روش عددی بررسی شده است. به علاوه ستون سنگی به صورت لایه لایه با ژئوسنتیک مسلح شده و عملکرد دینامیکی آن در نرم افزار flac3d مورد مطالعه قرار گرفته است. در بخش دیگری از مطالعات انجام شده رفتار سیستم خاک-ستون سنگی تحت تحریکات لرزه ای موج هارمونیک فشاری به کمک دو روش تحلیلی و عددی بررسی شده است. در روش تحلیلی از مدل جرم-فنر-میراگر استفاده شده و در بخش عددی مدلسازها در نرم افزار flac2d انجام شده است. در این بخش نیز اثر پارامترهایی چون لاغری ستون، نسبت مدول الاستیسته، سختی بستر و فرکانس بی بعد بر پاسخ دینامیکی سیستم مورد مطالعه قرار گرفته است.