مطالعه آزمایشگاهی رفتار پی نواری لبه دار شده با ریزشمع بر روی ماسه به روش مدل سازی فیزیکی

Abstract

امروزه افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست در پی­ها بخصوص در پی ساختمان­های موجود، به یکی از موضوعات مهم در رشته مهندسی ژئوتکنیک تبدیل شده است. بطور کلی در مواجهه با خاک­های سست با قابلیت باربری کم با نشست‌ زیاد یکی از راه­های پیش روی مهندسان استفاده از المان­های باربر در خاک می­باشد. در این میان ریزشمع علاوه بر آنکه به عنوان یک المان باربر و مقاوم در برابر نشست عمل می‌کند، به دلیل تزریق دوغاب سیمان، سبب بهبود مشخصات مقاومتی خاک اطراف نیز می­گردد. در بسیاری از پروژه­ها، از ریزشمع­ها به عنوان عناصر سازه­ای استفاده می­شود. ریزشمع­ها در واقع شمع­های جانشینی کوچکی (معمولا با قطر کمتر از ۳۰۰ میلیمتر) هستند که غالباً با تقویت فولادی و تزریق دوغاب سیمان همراه می‌باشند. در این مطالعه با استــــفاده از مدل­سازی فیزیکی، به بررسی تاثیر استفاده از ریزشمع به منظور لبه­دار کردن پی مستقر بر بستر ماسه­ای پرداخته شد. برای این منظور در ابتدا اثر شرایط مرزی محفظه ماسه، بر نتایج مورد بررسی قرار گرفت. بررسی اثر فاصله پی از سطح تحتانی محفظه فولادی نسبت به عرض پی نشان داد که وقتی فاصله پی از سطح تحتانی محفظه کمتر از دو برابر عرض پی باشد، مرز پایین بر نتایج مدل­سازی فیزیکی تأثیر می­گذارد. ارزیابی مرزهای جانبی با در نظر گرفتن فاصله پی از دیواره محفظه نسبت به عرض پی نشان داد که اگر فاصله پی از جدار محفظه بیش از پنج برابر عرض پی باشد، مرز جانبی بر نتایج تأثیری نخواهد داشت. سپس تأثیرات پیکربندی­های مختلف ریزشمع در اطراف پی، از جمله طول ریزشمع و فاصله بین دو ریزشمع متوالی بر ظرفیت باربری و نشست مورد بررسی قرار گرفت. بررسی نتایج نشان داد که با افزایش طول ریزشمع و کاهش فاصله بین دو ریزشمع متوالی، ظرفیت باربری بهبود یافته است. استفاده از ریزشمع به عنوان لبه پی، ظرفیت باربری پی­های سطحی را بین 1.3 تا 2.95 برابر بهبود بخشید. مقایسه منحنی­‌های فشار- نشست نشان داد که، نسبت ظرفیت باربری بهینه در کمترین فاصله بین ریز شمع­های متوالی بدست آمد. علاوه بر این، ریزشمع به عنوان لبه پی، نشست پی نواری را بین 36 تا 82 درصد کاهش داد. همچنین پی نواری لبه­دار شده با ریزشمع، منجر به افزایش طول سطح گسیختگی گردیده و بسته به طول و فاصله ریزشمع­ها، مکانیسم گسیختگی را تغییر داد.