مطالعه آزمایشگاهی مقاومت برشی ماسه سست بهسازی شده در حالت ستون سنگی مجزا و ترانشه معادل و سطح معادل

به دلیل پیچیدگی‌های موجود در محاسبات سه‌بعدی زمین‌های مسلح‌شده با ستون‌های سنگی می‌توان مسائل سه‌بعدی را به کمک روش‌هایی مانند سطح معادل و ترانشه معادل به مسائل در حالت دوبعدی(کرنش مسطح) تبدیل نمود که درمطالعات تحلیلی و عددی به وفور استفاده می‌شود. در خصوص مقایسه نتایج حاصل از روش‌های مذکور و مدل‌سازی واقعی، مطالعات آزمایشگاهی کاملی صورت نگرفته است. بدین منظور در این مطالعه آزمایش‌هایی در دستگاه برش مستقیم در ابعاد 152×305×305 میلی‌متر بر روی نمونه خاک به‌سازی شده با ستون سنگی در آرایش‌های ستون سنگی مجزا )منفرد، مربعی و مثلثی)، ترانشه معادل و سطح معادل انجام شد. پارامترهای تاثیرگذار شامل نسبت ناحیه اصلاح شده (8/4 ، 12 ،16/4 و 25 درصد) و مقدار سربار قائم اعمالی (55 ،75 و 100 کیلوپاسکال) موردبررسی قرارگرفت. نتایج بیانگر افزایش سختی و مقاومت برشی خاک به‌سازی‌شده در آرایش‌های ستون سنگی مجزا و ترانشه معادل و همچنین تاثیر نحوه چیدمان آرایش ستون‌های سنگی درافزایش مقاومت برشی نسبت به بستر سست ماسه‌ای می‌باشد. بیشترین افزایش مقاومت برشی و سختی مربوط به آرایش مربع و کمترین آن مربوط به آرایش منفرد می‌باشد. مقایسه نتایج حاصل از آرایش‌های ستون سنگی مجزا و ترانشه معادل متناظر با هر آرایش نشان می‌دهد که می‌توان از آرایش ترانشه معادل در حالت دوبعدی به‌جای ستون‌های سنگی در حالت سه‌بعدی استفاده نمود. در آزمایش‌های انجام شده در حالت سطح معادل افزایش در مقاومت برشی و پارامترهای مقاومت برشی نسبت به بستر ماسه‌ای سست غیرمسلح مشاهده نشد.

Laboratory study of shear strength of loose sand in the case of Individual stone columns, Equivalent trench, and Equivalent area method

Due to the complexity of a threedimensional (3D) arrangement of multiple columns, a 3D problem has been commonly converted into a twodimensional (2D) model, which has equivalent properties and dimensions by the equivalent trench method and the equivalent area method. These methods are used extensively in analytical and numerical studies. However, no comparison of the results of the above methods and laboratory studies has been done. Therefore, in this research, the experiments performed on reinforced soil in a large direct shear device with dimensions of 305×305×152 mm3. Experiments performed with individual stone columns (single, square and triangular arrangement), equivalent trench and equivalent area method. The effective parameters include the area replacement ratio, 8.4,12, 16.4 and 25 percent, and vertical loads (55, 75 and 100 kPa) Has been studied. Results showed that improves the stiffness of composite soils and increase in shear strength of individual stone columns (single, square and triangular arrangement) and equivalent trench and stone column arrangement had an impact on improving the shear strength of stone columns. The most increase in shear strength and stiffness values was observed for square arrangement of stone columns and the least increase was for single stone columns. Comparing the results of individual stone columns and equivalent trench in any arrangement, showed that equivalent trench arrangement could be used in twodimensional models instead of threedimensional individual stone columns. In the equivalent area method, there is no increase in shear strength and shear strength parameters compared to sandy bed.