بررسی آزمایشگاهی اثر ژئوسل بر رفتار بار- نشست ماسه لایروبی بندر شهید رجایی

در شهرهای بندری، برداشت و انباشت رسوبات حاصل از عملیات لایروبی به عنوان چالشی جدی به دلیل ایجاد مشکلات زیست محیطی و اقتصادی مطرح است. حجم زیاد این رسوبات ضرورت استفاده دوباره از این مصالح را روشن می سازد. اغلب به دلیل مشخصات مکانیکی ضعیف، این مصالح به صورت مستقیم برای استفاده در پروژه های عمرانی مناسب نیستند و بهبود خواص مکانیکی آن ها ضروری است. یکی از روش های به سازی خاک، استفاده از ژئوسنتتیک ها است. در این بین، ژئوسل به واسطۀ ساختار سه بعدی آن و خاصیت محصورکنندگی خاک درون سلول ها، موجب بهبود چشم گیری در ویژگی های مکانیکی خاک می شود. این موضوع در کنار سرعت و سهولت اجرا، ژئوسل را به گزینه ای مطلوب برای تسلیح خاک های دانه ای تبدیل کرده است. به واسطۀ عملیات لایروبی سواحل شمالی خلیج فارس برای ساخت فازهای دوم و سوم توسعۀ بندر شهید رجایی، حجم زیادی از ماسه کربناته در مجاورت حوضچه آرامش این بندر در حال انباشت است. برای ارائه راهکار برای استفاده مجدد از این مصالح، در این پژوهش تاثیر مسلح سازی ماسه با ژئوسل بر رفتار بارنشست آن، از طریق آزمون بارگذاری صفحه بررسی می شود. برای این منظور، از یک مدل فیزیکی شامل صفحه بارگذاری دایره ای شکل واقع بر مدل خاکی، تحت بارگذاری تکراری استفاده شده است. مدل های خاکی استفاده شده، از ماسه کربناتی مسلح با ژئوسل و غیرمسلح با دو نوع رویه از جنس شن خوب دانه بندی شده و ماسه لایروبی شده، تشکیل شده اند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که استفاده از ژئوسل به عنوان مسلح کننده و هم چنین شن خوب دانه بندی شده به عنوان رویه در لایۀ سطحی مدل خاکی، می تواند موجب بهبود چشم گیر در رفتار بار نشست ماسه لایروبی شود.

Investigation on Experimental Analysis of the Effect of Geocell on the Load-Settlement Behavior of Dredged Sand in Shahid Rajaee Port

IntroductionIn some ports, the dredging and accumulation of a large amount of sedimentary material turned to a serious challenge, because of their sequent environmental and economic effects. These problems clarify the necessity of reusing dredged materials. Often, owing to their poor mechanical properties, they are not applied directly in technically engineering uses, so they require to be improved. Geocell application is one of the methods used for the improvement of soil behavior, which confines the sand mass through itself in the threedimensional structure. These methods ease the speed of applying emerged it into a perfect option for stabilizing of the granular soil. In Shahid Rajaee port, by the dredging process for developing new phases, a large amount of calcareous sand is being accumulated near the Persian Gulf coastline. Therefore, in order to provide a solution to reuse these materials, this study attempts to investigate the beneficial influence of reinforcing sand by geocell on its loadbeneficial behavior experimented by the plat loading test. For this purpose, a large scale model including circular foundation on reinforced and unreinforced sand has been employed under cyclic loading process.Material and MethodsSoilsTwo types of soils were used in this study. The first type was the sand derived from the dredging process of Shahid Rajaee port which has been used in different layers of the models. The second type of soil was wellgraded gravel which has been used only in the cover layer.GeocellThe geocell in this study were made of heatbonded nonwoven polypropylene geotextiles. Single cells were 110 mm long, 100 mm wide and 100 mm height.Plate load testIn order to determine the bearing capacity of backfills, repeating plate load test was used with 150 mm diameter. Loading process included four stress levels (250, 500, 750 and 1000 kPa) consisting of 10 cycles each.Test backfillsFour backfills was made by manually compacting the dredged sand, with tamper up to 350 mm in reinforced cases and 450 mm in unreinforced cases. Then geocells placed and dredged sand filled with accuracy in cells. Finally, a 50 mm thick sand or gravel cover layer, was placed. All lifts were compacted to 70% of relative density with 4% moisture content.Results and DiscussionPLT results are summarized in Table 1. According to the results, only geocell reinforcement backfills can carry standard truck wheel load (550 kPa). Geocell can increase the ultimate strength of backfills with a sand cover layer by 70% (from 416 kPa to 725 kPa) while in backfill with a gravel cover layer showed 80% increase (from 520 kPa to 960 kPa) in ultimate strength. The gravel cover layer in unreinforced backfills increases the ultimate strength by 25 percent (from 416 kPa to 520 kPa).Table 1. Results of PLT and performance ratingsBackfill nameURSGRSURWGRWMaximum stress (kPa)416725520960Settlement at failure (mm)4.69.015.514.9Plastic settlement (mm)3.57.012.512.0Number of load cycles10202030Bearing capacity ratio (BCR)11.741.252.32Performance rating4231Base on Table 1, bearing capacity ratio (BCR) has been increased up to 2.3 and has best when geocell reinforcement and gravel cover layer were used together. Geocell utilization as reinforcement for sand backfills, improves the stresssettlement behavior. Dredged sand can be used as backfill material for yards and access roads when reinforced with geocell and covered with a layer of wellgraded gravel../files/site1/files/132/3Extended_Abstracts.pdf