اثر وجود لنز ضعیف بر رفتار ستون‏های سنگی غیرمسلح و مسلح واقع در بستر ماسه‏ای اشباع

به ‏کارگیری ستون سنگی برای بهبود رفتار بستر حاوی لنز ضعیف، از روش‏ های موثر اصلاح رفتار زمین‏های مسئله ‏دار می‏ باشد. با پیشرفت فناوری مواد، کاربرد مصالح ژئوسنتتیکی به عنوان مسلح کننده در روش‏ های بهسازی افزایش یافته است. استفاده همزمان از ستون سنگی و مسلح کننده دور آن موجب افزایش کارایی این روش بهسازی خاک به ویژه در شرایط وجود لنز ضعیف در نزدیکی سطح زمین و در نتیجه وقوع پدیده شکم دادگی می ‏باشد. در این تحقیق اثر استفاده از ستون سنگی واقع در بستر ماسه ‏ای اشباع حاوی لنز ضعیف از نظر ظرفیت باربری نهایی و مود گسیختگی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین کارایی مسلح‌سازی ستون سنگی در شرایط وجود لنز ضعیف با ضخامت و تراز قرارگیری متفاوت بررسی شده است. نتایج حاصل از تحلیل عددی با نرم‏افزار اجزای محدود آباکوس که با استفاده از نتایج مدل‌های فیزیکی کوچک مقیاس در شرایط تنش واقعی صحت‌سنجی شده‌اند، نشان می ‏دهند که در شرایط وجود لنز ضعیف، تغییر طول ستون سنگی غیرمسلح تاثیر چندانی بر وقوع مود گسیختگی شکم دادگی و باربری آن نداشته و کاهش عمق قرارگیری لنز ضعیف اثرات شکم دادگی ستون را افزایش می‌دهد. از طرف دیگر، گرچه مسلح‌سازی ستون سنگی موجب افزایش قابل توجه کارایی آن شده است، اما افزایش ضخامت لنز ضعیف موجب کاهش ظرفیت باربری ستون سنگی در هر دو حالت غیرمسلح و مسلح می‌گردد. وجود لنز ضعیف در بستر ماسه‌ای نسبتاً سست، سبب می‌شود که پدیده شکم دادگی در محدوده قرارگیری لنز ضعیف و تا اعماق حدود 4 برابر قطر ستون غیرمسلح اتفاق بی‌افتد، در حالی که در صورت استفاده از مسلح کننده، گسیختگی دیگر از نوع شکم دادگی نبوده است.

effect of soft lens on the behavior of ordinary and reinforced stone columns located in saturated sandy bed

one of the effective methods to improve the behavior of problematic beds containing soft lens is using stone columns. the capability of this soil improvement method increases by simultaneous use of the stone column and geosynthetic encasement, especially in the presence of soft lens near the ground surface or where the possibility of bulging failure is probable. in this research, the efficiency of using stone column embedded in a saturated sandy bed containing soft lens has been numerically investigated in terms of bearing capacity and failure mode. also, the efficiency of reinforcing the stone column has been investigated in the presence of soft lens with different thicknesses and placement level. the results of numerical analysis obtained by finite element software (abaqus) and validated by laboratory results of small-scale physical model experiments in real stress conditions shows that in the presence of soft lens, the change in the length of a stone column does not affect the occurrence of bulging failure and decreasing placement level of the soft lens, increases the bulging failure occurrence proportional. on the other hand, increasing the thickness of the soft lens reduces the bearing capacity of the ordinary and reinforced stone column. the phenomenon of bulging can occur at the level of the lens placement and up to a depth of about 4 times the diameter of the ordinary column because of the existence of a soft lens in a relatively loose sandy bed, while the mechanism of failure is not bulging anymore if using encasement.