ارزیابی مقاومت فشاری ستون‌های میکروجت گروتینگ به‌وسیله مدل‌ فیزیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی ژئوتکنیک دانشگاه علم و صنعت ایران

2 عضو هیئت علمی دانشگاه علم و صنعت

3 دانشکده عمران، دانشگاه علم و صنعت، تهران ایران

چکیده

روش جت گروتینگ به‌عنوان یکی از پرکاربردترین روش‌های بهسازی خاک در بین سایر روش‌ها جایگاه ویژه‌ای یافته و در بیشتر مسائل ژئوتکنیکی همچون افزایش ظرفیت باربری، کاهش نشست، ایجاد پرده‌ی آب‌بند و پایدارسازی شیروانی‌ها کاربرد دارد. ازجمله چالش‌های پیشروی طراحان جت گروتینگ یافتن مقدار مقاومت و هندسه ستون‌های ساخته‌شده با استفاده از این روش می‌باشد. ازجمله مؤلفه‌های مؤثر در مقاومت ستون‌های جت گروتینگ می‌توان به نوع و پارامترهای تزریق، مشخصات خاک )همچون دانه‌بندی(، میزان سیمان درون نمونه، میزان نسبت آب به سیمان دوغاب، نوع سیمان، نحوه نمونه‌گیری )مغزه گیری یا نمونه گیری تر( اشاره نمود. در این مقاله پس از ساخت ستون‌های کوچک مقیاس جت گروتینگ )ستون‌های میکروجت گروتینگ( در آزمایشگاه و مغزه گیری از آنها به بررسی عوامل مختلفی نظیر تاثیر سرعت اجرا، موقعیت و جهت مغزه‌گیری و همچنین تأثیر عملیات مغزه گیری بر مقاومت فشاری تک‌محوری پرداخته می‌شود. همچنین از آزمایش بار نقطه‌ای جهت بررسی بیشتر پارامترهای مقاومتی ستون‌های میکروجت گروتینگ استفاده شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، مقاومت فشاری ستون‌های میکروجت گروتینگ مقادیر بالایی )تا حدود 59 مگا پاسکال( بدست آمده و این مقادیر بر اساس آزمایش بار نقطه‌ای مورد تائید قرار گرفته‌اند. همچنین مشاهده گردید که با افزایش سرعت ساخت ستون‌های میکروجت گروتینگ ، مقاومت فشاری کاهش می‌یابد. بر اساس نتایج مقاومت فشاری، مغزه گیری باعث کاهش 60 درصدی مقاومت می‌گردد. همچنین مغزه های گرفته‌شده در راستای افقی در حدود 33 درصد مقاومت فشاری تک محوری کمتری از مغزه قائم نشان داده‌اند و مغزه‌های اخذ شده از بالای ستون‌ها دارای مقاومت بیشتری بوده‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Study On Compressive Strength Of Micro-jet Grouting Columns By Physical Modeling

نویسندگان [English]

  • Soheil Sharifi 1
  • Mohsen Sabermahani 2
  • Sayed Rasool Soorani 3
1 Department of Civil Engineer, Science and Technology University
2 School of Civil Eng.; Iran University of Science and Technology; Tehran; Iran
3 Department of Civil Engineer, Science and Technology University
چکیده [English]

Jet grouting method is considered as one of the most widely used improvement methods among the others and is applicable in most geotechnical problems such as increasing bearing capacity, reducing settlement, creating seals, stabilizing slopes, etc. One of the challenges faced by designers is finding the strength and geometry of the elements made using this method. The most effective components in the resistance of jet grouting columns are the type and parameters of injection, soil characteristics (such as aggregation), the amount of cement inside the sample, water to cement ratio of slurry, the type of cement and the method of sampling (coring or wet sampling). In this paper, after the construction of small scale jet grouting columns (micro jet grouting volumns) in the laboratory and taking core of them, the impact of various factors such as the effect of construction speed, the position and direction of coring, as well as the effect of coring operation on unconfined compressive strength is studied. Also, the point load test was used to study more about the strength parameters of the microjet grouting columns. Based on the results, the compressive strength of microjet grouting columns is high (approximately up to 59 MPa), and these values are confirmed by the point load test. It was also observed that with increasing speed of soil-cement columns construction, compressive strength decreases. Based on the compressive strength results, it is found that coring operation reduces resistance by 60%. Also, the cores taken in the horizontal direction showed about 33% less uniaxial compressive strength than the vertical cores and cores taken from the upper parts of the columns have more compressive strength.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil improvement
  • Jet Grouting
  • Physical modeling
  • Unconfined Compressive strength Soil cement
  • Coring operation

مراجع

[1] K. Dan, R. Sahu, Ground Movement Prediction For Braced Excavation in Soft Clay,  (2010).
[2] Y.-G. Tang, G.T.-C. Kung, Investigating the effect of soil models on deformations caused by braced excavations through an inverse-analysis technique, Computers and Geotechnics, 37(6) (2010) 769-780.
[3] G.T. Kung, E.C. Hsiao, M. Schuster, C.H. Juang, A neural network approach to estimating deflection of diaphragm walls caused by excavation in clays, Computers and Geotechnics, 34(5) (2007) 385-396.
[4] J.G. Zornberg, N. Sitar, J.K. Mitchell, Performance of geosynthetic reinforced slopes at failure, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, .386-076 )8991( )8(421
[5] Y. Hu, G. Zhang, J.-M. Zhang, C. Lee, Centrifuge modeling of geotextile-reinforced cohesive slopes, Geotextiles and geomembranes, 28(1) (2010) 12-22.
[6] L. Wang, G. Zhang, J.-M. Zhang, Centrifuge model tests of geotextile-reinforced soil embankments during an earthquake, Geotextiles and Geomembranes, 29(3) (2011) 222-232.
[7] A.I. Mana, G.W. Clough, Prediction of movements for braced cuts in clay, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 107(ASCE 16312 Proceeding) (1981).
[8] A.J. Whittle, Y.M. Hashash, R.V. Whitman, Analysis of deep excavation in Boston, Journal of geotechnical engineering, 119(1) (1993) 69-90.
[9] R.B. Brinkgreve, Selection of soil models and parameters for geotechnical engineering application, in:  Soil constitutive models: Evaluation, selection, and calibration, 2005, pp. 69-98.
[10]R.F. Obrzud, G.C. Eng, On the use of the Hardening Soil Small Strain model in geotechnical practice, Numerics in Geotechnics and Structures,  (2010).
[11]A. Lim, C.-Y. Ou, P.-G. Hsieh, Evaluation of clay constitutive models for analysis of deep excavation under undrained conditions, Journal of GeoEngineering, 5(1) (2010) 9-20.
[12] P. Teo, K. Wong, Application of the Hardening Soil model in deep excavation analysis, The IES Journal Part A: Civil & Structural Engineering, 5(3) (2012) 152-165.
[13] S. Likitlersuang, C. Surarak, D. Wanatowski, E. Oh, A. Balasubramaniam, Finite element analysis of a deep excavation: A case study from the Bangkok MRT, Soils and Foundations, 53(5) (2013) 756-773.
[14] B.-C.B. Hsiung, S.-D. Dao, Evaluation of Constitutive Soil Models for Predicting Movements Caused by a Deep Excavation in Sands,  (2014).
[15] M. Afifipour, P. Marefvand, M.G. Estahbani, Investigation of Unreasonable Expansion in Numerical Modeling of Excavation Problems, in:  9th International Congress of Civil Engineering, Isfahan University of Technology, 2012.
[16] I. Rahmani, A. Golpazir, Evaluating the Effect of Selecting Constitutive Models on Prediction of the Ground
Movement Adjacent to Deep Excavations JR_ROAD, (2012).
[17] E. Zolqadr, S.S. Yasrobi, M. Norouz Olyaei, Analysis of soil nail walls performance-Case study, Geomechanics and Geoengineering, 11(1) (2016) 1-12.
[18] T. Bhatkar, D. Barman, A. Mandal, A. Usmani, Prediction of behaviour of a deep excavation in soft soil: a case study, International Journal of Geotechnical Engineering, 11(1) (2017) 10-19.
[19] R.B. Peck, Deep excavations and tunneling in soft ground, Proc. 7th ICSMFE, 1969,  (1969) 225-290.
[20] G.W. Clough, T.D. O'Rourke, Construction induced movements of insitu walls, in:  Design and Performance of Earth Retaining Structures:, ASCE, 1990, pp. 439-470.
[21] P.-G. Hsieh, C.-Y. Ou, Shape of ground surface settlement profiles caused by excavation, Canadian geotechnical journal, 35(6) (1998) 1004-1017.
[22] M. Long, Database for retaining wall and ground movements due to deep excavations, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 127(3) (2001) 203-224.
[23] J. Wang, Z. Xu, W. Wang, Wall and ground movements due to deep excavations in Shanghai soft soils, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 136(7) (2009) 985-994.
[24] P. V8, Material Models Manual, Delft University of Technology & PLAXIS bv, The Netherlands,  (2008) 48.
[25] T. Benz, Small-strain stiffness of soils and its numerical consequences, Univ. Stuttgart, Inst. f. Geotechnik, 2007.
[26] F. Ahimoghadam, Investigating the factors affecting the behavior of nailing walls using centrifuges machine Master's thesis, Faculty of Civil Engineering(University of Science and Technology) (2014).
[27] D.M. Wood, Geotechnical modelling, CRC press, 2003.
[28] A. Aysen, Soil mechanics: basic concepts and engineering applications, CRC Press, 2002.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 52، شماره 10
دی 1399
صفحه 2549-2562

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار