عملکرد ژئوتکنیکی فونداسیون‌های پوسته‌ای مستقر درخاک‌های ماسه‌ای سست غیرمسلح و مسلح‌شده

مطالعه حاضر به ارائه نتایج آزمایشگاهی و تحلیل های عددی بر روی شالوده های پوسته ای مخروطی و هرمی قرار گرفته برروی ماسه سست غیر مسلح و مسلح شده با ژئوگرید می پردازد. نتایج با مقادیر مطالعه شده برای فونداسیون های مسطح دایره ای و مربعی مقایسه شده است. مطالعات آزمایشگاهی بر روی انواع مختلف شالوده پوسته ای با زوایای راس مختلف و با استفاده از مدل سازی فیزیکی کوچک مقیاس انجام شد. به منظور بسط مطالعات برای تاثیر حالات مختلف نسبت عمق مدفون به عرض پی و تعداد لایه های ژئوگرید بر نسبت ظرفیت باربری، تحلیل های عددی با استفاده از روش آنالیز حدی صورت گرفت. نتایج نشان دادند که به طور کلی، افزایش عمق شالوده و استفاده از سازه های مسلح کننده عملکرد ژئوتکنیکی فونداسیون ها را در هر دو حالت مسطح و پوسته ای افزایش می دهد هرچند این افزایش در شالوده های مسطح مشهودتر است، به طوری که افزایش عمق پی به اندازه df/b=0.5، مقدار ظرفیت باربری برای شالوده ها با زاویه راس °180، °120، °90 و °60 را به طور میانگین به ترتیب 40، 36، 32 و 28 درصد و افزایش عمق پی به اندازه df/b=1.0، به ترتیب 76، 67، 61 و 55 درصد افزایش می دهد. استفاده از ژئوگرید ظرفیت باربری شالوده های مسطح را بیش از شالوده های پوسته ای افزایش می دهد. استفاده از یک لایه ژئوگرید ظرفیت باربری شالوده های قرارگرفته بر روی سطح خاک را به طور میانگین 79 درصد افزایش داد در حالیکه استفاده از دو لایه ژئوگرید ظرفیت باربری را 86 درصد افزایش می دهد که این موضوع نمایانگر این واقعیت است که استفاده از دولایه ژئوگرید موجب بهبود چشمگیر ظرفیت باربری نسبت به حالتی که خاک با یک لایه ژئوگرید مسلح می شود نخواهد شد. ظرفیت باربری شالوده مدفون با df/b=0.5 و یک لایه ژئوگرید 50 درصد و با دولایه ژئوگرید 53 درصد و برای شالوده های مدفون با df/b=1.0 و یک لایه ژئوگرید 28 درصد و با دولایه ژئوگرید 30 درصد بیش از شالوده های قرار گرفته بر روی سطح خاک غیرمسلح خواهد بود. برای شالوده قرار گرفته بر روی سطح خاک با زوایای راس °180، °120، °90 و °60 استفاده از یک لایه ژئوگرید به طور میانگین ظرفیت باربری را به ترتیب 99، 81، 75 و 60 درصد و استفاده از دو لایه ژئوگرید به ترتیب 110، 90، 78 و 62 درصد افزایش می دهد. این شرایط برای پی های مدفون کمتر محسوس بوده و مقدار افزایش ظرفیت باربری برای پی ها با تمام زوایای راس برای حالت df/b=0.5 حدود 50 درصد و برای حالت df/b=1.0 حدود 29 درصد می باشد. استفاده از دولایه ژئوگرید بر پی هایی با زوایای راس کمتر، تاثیر کمتری خواهد داشت

geotechnical performance of shell foundations on unreinforced and reinforced sandy soils

this study presents the experimental results and numerical analyzes on the conical and pyramidal shell foundations located on loose unreinforced and reinforced with geogrid sand. the results have been compared with the values studied for flat circular and square foundations. laboratory studies were performed on different types of shell foundations with different apex angles using small-scale physical modeling. in order to extend of study for determination of the effect of various conditions of foundation’s depth to width ratio and the number of geogrid layers on bearing capacity ratio, numerical analyses have been done by limit analysis method. the results have shown that, in general, increasing the depth of the foundations and the use of reinforcing structures ameliorate the geotechnical performance of foundations in both flat and shell models, although this enhancement is more evident in plane foundations. the load bearing capacity for the foundations with 180°, 120°, 90°, and 60° apex angles is put up to 40%, 36%, 32%, and 28%, respectively by rising in the foundation depth to df/b=0.5, and is raised to 76%, 67%, 61%, and 55%, respectively by the growth of the foundation depth to df/b=1.0. the use of geogrids increases the bearing capacity of plane foundations more than the shell foundations. the use of a single geogrid layer increased the bearing capacity of the foundations on the soil surface by an average of 79%, while the use of two layers of geogrid increased the bearing capacity by 86%, reflecting the fact that the use of two layers of geogrid will not significantly improve the bearing capacity in comparison to the condition when the soil is reinforced with a single geogrid layer. bearing capacity of buried foundations with df/b=0.5 is increased to 50% and 53% by using a single geogrid layer and double geogrid layer, respectively, and with df/b=1.0 is increased to 28% and 30% by using a single geogrid layer and double geogrid layer, respectively, in comparison to foundations which are built on surface unreinforced soil. for foundations on the soil surface with 180°, 120°, 90°, and 60° apex angles, using a single geogrid layer increases the average bearing capacity to 99%, 81%, 75%, and 60%, respectively, and the use of two layers of geogrid increases to 110%, 90%, 78%, and 62%, respectively. these conditions are less pronounced for buried foundations and the increase in load bearing capacity for footings with all apex angles is about 50% for df/b=0.5 and 29% for df/b=1.0. the use of two layers of geogrid will have less impact on the foundations with smaller apex angles.