تحلیل عددی عملکرد ستونهای سنگی در خاکهای لایه ای

چکیده یکی از روش های بهسازی زمین و ارتقا پارامترهای مقاومتی خاک استفاده از ستون های سنگی است. در مهندسی ژئوتکنیک ستون های سنگی به طور فزاینده ای برای بهینه سازی خاکهای نامرغوب در پروژه های بزرگ عمرانی همچون پل ها، سدهای خاکی و دیگر سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد. ستونهای سنگی در دو نوع ستونهای سنگی معمولی (osc) و ستونهای سنگی با پوشش ژئوسنتتیک (gec) طراحی و اجرا می شوند. زمانی که ستون های سنگی در خاک بسیار نرم کار گذاشته می شود، محدودیت هایی که توسط خاک اطراف به وجود می آید برای شکل گیری و استقرار ستون سنگی مناسب نیست، در نتیجه ستون های سنگی که در این خاک ها مستقر می شود قادر به ایجاد ظرفیت تحمل بار مورد نظر نمی باشد. در این موارد پوشش ژئوسنتتیک می تواند با افزایش مقاومت و سختی ستون سنگی، از فشار جانبی سنگ ها زمانی که ستون حتی بر روی خاک بسیار نرم مستقر شده است جلوگیری کند. این تحقیق به بررسی بهبود کمی و کیفی ظرفیت باربری خاک مسلح شده با ستون سنگی معمولی و محصورشده پرداخته و بررسی پارامتری جامعی با استفاده از تحلیل عددی به وسیله نرم افزار آنالیز اجزاء محدود plaxis و در مقیاس کوچک انجام می شود. از این تجزیه و تحلیل ها و نمودارهای مربوطه می توان دریافت که ستون های سنگی پوشش دار دارای ظرفیت تحمل بار بسیار بالاتر بوده و در مقایسه با ستون های سنگی معمولی تحت فشار و انبساط جانبی کمتری قرار می گیرند. در این مطالعه تأثیر عوامل دیگری همچون تأثیر شعاع محفظه،چسبندگی خاک پیرامون،زاویه اصطکاک داخلی مصالح ستون سنگی،ارتفاع لایه بندی خاک و نیز نسبت ارتفاع ستون سنگی به عمق بستر برای ستون سنگی تک و گروه ستون سنگی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که شعاع تأثیر ستون سنگی در حالت منفرد 6 برابر قطر ستون است و افزایش چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی و ارتفاع ستون باعث رشد شیب نمودار بار- نشست در ستون سنگی شده که در نهایت افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست را به دنبال خواهد داشت. همچنین در ستون سنگی تک مشاهده شد که بیشترین مقدار انبساط جانبی در عمقی تقریباً برابر با قطر ستون رخ می دهد.