تأثیر استفاده از کپسول ژئوگریدی بر ظرفیت باربری پی‌های نواری در خاک‌های ماسه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران.

2 گروه عمران، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران

چکیده

خاک مصالحی است که در مقابل فشار مقاومت خوبی دارد اما در مقابل کشش ضعیف است. به منظور غلبه بر ضعف کششی و تقویت مقاومت برشی خاک از روش‌های مختلفی برای بهسازی خاک استفاده می‌شود. تکنیک خاک مسلح به عنوان یک روش بهسازی خاک از مصالح طبیعی یا مصنوعی به همین منظور استفاده می‌کنند. در سال‌های اخیر مصالحی همچون ژئوسنتتیک‌ها در مسلح سازی خاک توسعه قابل توجهی پیدا کرده‌اند یکی از متداول‌ترین نوع مسلح کننده‌های مصنوعی ژئوگریدها می‌باشند که با بسیج اصطکاک موجود در سطح تماس خاک و مصالح مسلح کننده موجب افزایش مقاومت کششی و همچنین مقاومت برشی خاک می‌شود. در مطالعه حاضر اثر کپسول ژئوگرید بر ظرفیت باربری پی نواری واقع بر خاک ماسه‌ای مورد بررسی قرار گرفته است به همین منظور تغییرات نیرو -نشست، با استفاده از نرم افزار المان محدود PLAXIS 2D مدلسازی و آنالیز حساسیت برای متغیرهای تحقیق صورت گرفته است. در مطالعه حاضر پس از صحت سنجی مدل عددی تاثیر پارامترهایی نظیر طول، ضخامت کپسول، تعداد لایه‌ها و فاصله کپسول‌ها از زیر پی و فاصله بین کپسول ها بر ظرفیت باربری نهایی پی نواری مطالعه شده است و نتایج حاصل از این تحلیل ها در قالب نمودارهای بدون بعد ترسیم و بر اساس آن عمق بهینه قرارگیری، ضخامت بهینه و تعداد لایه‌های مسلح کننده کپسولی تعیین گردیده است. نتایج تحلیل‌ها نشان می‌دهد که بکارگیری کپسول ژئوگریدی نسبت به صفحات ژئوگرید تاثیر قابل توجهی در نتایج بهسازی خاک ارائه می‌کند. همچنین با افزودن تعداد لایه‌های کپسول ظرفیت باربری پی نواری افزایش قابل توجهی می‌یابد که بیشترین ظرفیت باربری پی ناشی از قرار دادن کپسول‌ها در نسبت عمق 0/1 حاصل می‌شود و در نهایت با افزایش طول و تعداد لایه‌های کپسول ظرفیت باربری افزایش و نشست کاهش می‌یابد که ناشی از جلوگیری از توسعه سطح گسیختگی خاک زیر کپسول می‌باشد در نتیجه مقادیر طول و ضخامت بهینه کپسول استخراج گردیده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The Impact of Using Geogrid Capsules on The Bearing Capacity of Strip Foundations in Sandy Soils

نویسندگان [English]

  • Seyyed Amir Hossein Razavi Mehr 1
  • Vahid Rostami 2
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Hamedan, Iran
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Hamedan, Iran
چکیده [English]

Soil is a material that exhibits good compressive strength but is weak under tension. To overcome tensile weakness and enhance shear strength, various soil improvement techniques are employed. Soil reinforcement is a common technique that uses natural or synthetic materials for this purpose. In recent years, materials like geosynthetics have seen significant development in soil reinforcement. Among the most common synthetic reinforcements are geogrids, which mobilize the friction at the interface between soil and reinforcement materials, thereby increasing both the tensile and shear strength of the soil. This study examines the effect of geogrid capsules on the bearing capacity of strip foundations on sandy soils. The force-settlement variations were modeled and analyzed using the PLAXIS 2D finite element software to conduct sensitivity analysis for the research variables. In this study, after validating the numerical model, the impact of parameters such as capsule length, thickness, number of layers, distance from the foundation, and spacing between capsules on the ultimate bearing capacity of the strip foundation was investigated. The results of these analyses were presented in the form of dimensionless graphs, from which the optimal depth of placement, thickness, and number of encapsulated reinforcement layers were determined. The analysis results indicate that the use of geogrid capsules significantly improves the soil reinforcement outcomes compared to geogrid sheets. Additionally, increasing the number of capsule layers considerably enhances the bearing capacity of the strip foundation, with the highest bearing capacity observed at a depth ratio of 0.1. Ultimately, increasing the length and number of capsule layers results in higher bearing capacity and reduced settlement, due to the prevention of failure surface development beneath the capsule. Consequently, the optimal length and thickness of the capsule were determined.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geogrid
  • Settlement
  • Reinforced Soil
  • Geogrid Capsules
  • Bearing Capacity of Strip Foundation

مراجع

[1] M. Salehi, & M. Hosseini, Evaluation of the bearing behavior of strip foundations on stratified soil reinforced with geogrid, Omran Sharif J. Civil Eng, 2-31(4/1), 1394, 83-88. (in Persian)
[2] S. Abrishami, & M. Hosseini, The effect of loading speed on the bearing capacity of strip foundations located on sandy soil reinforced with geogrid, Omran Sharif J. Civil Eng, 2-28(1), 1389, 39-47. (in Persian)
[3] M. Rabeti Moghadam, J. Monfared, & M. Parvizi, Numerical investigation of the effect of geogrid on the ultimate bearing capacity of strip foundation under eccentric load and determining the optimal arrangement of reinforcing layers, Amirkabir J. Civil Eng, 52(12), 1399, 3109-3124. (in Persian)
[4] A. Hooshyar, & V. Rostami, Granular soil bearing capacity improvement using waste plastic materials, Amirkabir J. Civil Eng, 50(4), 1397, 755-764. (in Persian)
[5] A. Tabaroei, S. Abrishami, E. Seyedi Hosseininia, & N. Ganjian, Laboratory study of bearing capacity of circular foundation located on the surface of granular soil reinforced with geogrid, Bulletin of Earthquake Science and Engineering, 5(3), 1397. (in Persian)
[6] A. Ouria, S. Emami, & S. Karamzadegan, Laboratory investigation of the effect of the cement treatment of the interface and the thicknesses of reinforcement on its pull-out capacity, Amirkabir J. Civil Eng, 52(11), 1399, 1-15. (in Persian)
[7] M. Esmaeili, M. Rozbini, & S. Sorani, Laboratory investigation of the effect of geocell on the bearing capacity of railway fines, Omran Sharif J. Civil Eng, 2-35(2/1), 1398, 51-63. (in Persian)
[8] M. Abbasian, & A. Lakirouhani, Investigation of soil-geogrid interface in direct shear test, with emphasis on the size of apertures of geogrid and different compaction degrees of soil, Amirkabir J. Civil Eng, 50(5), 1397, 949-960. (in Persian)
[9] A. Afshar Farnia, & V. Rostami, The Evaluation of Footing Bearing Capacity Rest on Top of Retaining Wall Reinforced by Geogrid in Saturated and Dry Soil, Omran Sharif J. Civil Eng, 17(6), 1397. (in Persian)
[10] J. Sadeghi, A. R. Tolou Kian, H. Ghiasinejad, M. Fallah Moqaddam, & S. Motevalli, Effectiveness of geogrid reinforcement in improvement of mechanical behavior of sand-contaminated ballast, Geotextiles and Geomembranes, 48, 2020, 768-779.
[11] G. Gill, & R. K. Mittal, Sustainable application of waste tire chips and geogrid for improving load carrying capacity of granular soils, Journal of Cleaner Production, 200, 2018, 542-551.
[12] X. Chen, J. Zhang, & Z. Li, Shear behaviour of a geogrid-reinforced coarse-grained soil based on large-scale triaxial tests, Geotextiles and Geomembranes, 42, 2014, 312-328.
[13] S. K. Shukla, & M. N. A. Raja, Ultimate bearing capacity of strip footing resting on soil bed strengthened by wraparound geosynthetic reinforcement technique, Geotextiles and Geomembranes, 48, 2020, 867-874.
[14] B. Das, Principles of Foundation Engineering, Boston: Kent Publishing Company, 1984.
 
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 57، شماره 2
1404
صفحه 341-362

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار