مطالعه‌ عددی ظرفیت باربری پی مجاور شیب رسی مسلح‌شده با ستون سنگی

پی‌های بنا شده روی خاک‌های نرم به دلیل نشست‌پذیری زیاد و نیز شیب‌های خاکی حاوی این نوع خاک‌ به دلیل احتمال زیاد وقوع گسیختگی، بایستی اصلاح گردند. استفاده از ستون های سنگی به عنوان یکی از روش‌های اصلاح خاک‌های نرم و افزایش ضریب اطمینان شیروانی‌های خاکی مطرح می‌شود که علاوه بر سادگی و راحتی اجرا، می‌تواند از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه باشد. هدف از انجام این پژوهش، مطالعه عددی اثر استفاده از ستون‌های سنگی بر ظرفیت باربری پی واقع بر شیب رسی و نیز پایداری آن شیب می‌باشد. با استفاده از نرم‏افزار تفاضل محدود flac3d، شیب به صورت سه بعدی، با ابعاد مناسب و رعایت شرایط مزری، مدل شده است. ظرفیت باربری پی به روش کنترل تنش به‏دست آمده و ضریب اطمینان پایداری شیب از روش کاهش مقاومت برشی محاسبه شده است. به طور کلی، دو نوع مکانیزم گسیختگی در ستون‌های سنگی مشاهده گردید. در ستون‏های زیر پی، شکم دادگی ستون در ناحیه بالای آن و برای ستو‌ن‌هایی که در زیر پی قرار ندارند پدیده تغییرشکل جانبی در ناحیه بالای آن باعث کاهش اثر ستون بر ظرفیت باربری پی شده است. نتایج نشان داد که به‏طور کلی، ستون سنگی باعث بهبود پایداری شیب رسی و ظرفیت باربری پی خواهد شد. استفاده از ستون سنگی، در زیر پی، بیشترین تاثیر را در افزایش ظرفیت باربری خواهد داشت و نیز با افزایش فاصله مرکز به مرکز ستون‏ها و پی، از میزان تاثیر آن کاسته خواهد شد. به طوری که در فاصله چهار برابر قطر، دیگر اثر چندانی بر ظرفیت باربری پی ندارد. در مورد ستون‌های گروهی، آرایشی که ستون‏ها در راستای طول پی دارند، به‌علت سطح جایگزین بیشتر، بر آرایشی که ستون‏ها در راستای شیب دارند ترجیح داده می‌شود.

numerical study of the bearing capacity of the foundation adjacent to the clay slope reinforced with a stone column

soft and loose soils have always been the focus of attention due to their high settlement and insufficient bearing capacity. the foundations on soft soils and soil slopes containing this type of soil should be modified for high probability of failure. there are various ways to improve these soils, which vary greatly depending on the environmental conditions, site priority, the degree of softness, cost of materials used. stone column is one of soft soil modification and soil slopes safety factor improvement methods which is economical and easy to implement. the aim of this study is to conduct a numerical study to investigate the effect of stone columns on the bearing capacity of the clay slope and its stability using the flac3d finite difference software. the slope is modeled in three dimensions with appropriate dimensions and boundary conditions. the bearing capacity was obtained by stress control procedure and slope safety factor was calculated by shear strength reduction method. in general, two types of failures observed in stone columns. the columns were located under the footing were exposed to phenomenon of bulging and the columns were located outside the footing were exposed to phenomenon of lateral displacement. the results showed that in general, the stone column will improve the stability of clay slope and its bearing capacity. the use of stone column below the foundation will affect the most on increasing bearing capacity and the effect will decrease by increasing center to the center distance of foundation and columns, so that at 4 times the diameter of stone column it will not have much effect on the bearing capacity. in the case of group columns, the arrangements are along the length of footing is preferred over the arrangements are along slope due to the higher replacement area.