11821

11821

بررسي آزمايشگاهي رفتار مكانيكي خاكريزهاي متكي بر بستر هاي ماسه اي سست مسلح شده با ستون هاي خاكي سيماني

كارشناسي ارشد

راه آهن - خط و سازه‌هاي ريلي

ارديبهشت ماه 1392

ارديبهشت ماه 1392

دكتر مرتضي اسماعيلي - دكتر مرتضي قاروني نيك

چكيده مروري بر ادبيت فني موجود در خصوص تكنيك ستون هاي اختلاط عميق بيان گر آنست كه تاكنون مطالعات ناچيزي در خصوص عملكرد روش اختلاط عميق در بستر هاي سست ماسه اي انجام گرفته است. بعنوان مثال تاثير پارامتر هايي همچون دانسيته نسبي، نوع مته، نسبت آب به سيمان بر پارامتر هاي مقاومتي و شكل پذيري خاك هاي ماسه سست در ادبيات فني به وضوح مشخص نيست. در عين حال، معيار هايي كه به كمك آنها بتوان پيش بيني معقولي در خصوص ميزان مدول الاستسيته و مقاومت فشاري ستون هاي اختلاط عميق ماسه اي با در نظر گرفتن پارامتر هاي موثر انجام داد در دسترس نمي باشد. همچنين، با وجود پيشرفت هاي چشمگير در اين زمينه تحقيقاتي در خصوص اجراي ستون هاي اختلاط عميق با چيدماني كه باعث افزايش كارايي آنها شود به وضوح مشخص نيست. لذا تحقيق حاضر به موارد فوق الذكر در خصوص ستون هاي اختلاط عميق پاسخ خواهد داد. در اين راستا دستگاه ستون اختلاط عميق در مقياس آزمايشگاهي به همراه دو مته حفار 4 و 6 تيغه ساخته شده است و خاك ماسه 131 فيروزكوه با محدوده دانه بندي 1-4/0 ميليمتر بعنوان خاك پايه و خاك تيپ C تهران بعنوان خاك خاكريز انتخاب شده و آزمايشات اوليه بر روي خاك ها بمنظور تعيين مشخصات فيزيكي و مكانيكي آنها انجام گرفته است. در ادامه با انتخاب دو دانسيته نسبي 50 و 70 درصد براي ماسه و با استفاده از دوغاب با سه نسبت آب به سيمان 8/0، 1 و 3/1 مجموعا 78 نمونه ستون اختلاط عميق با قطر cm10 و طول cm20 در سن هاي مختلف 7، 14 و 28 روزه ايجاد و روي آنها آزمايشهاي مقاومت تك محوري و مقاومت برشي سه محوري انجام شده است. با در اختيار داشتن مقادير مقاومت فشاري و مدول الاستسيته ستون هاي اختلاط عميق با استفاده از نرم افزار تحليل آماري SPSS رابطه اي جهت پيش بيني مقاومت و مدول الاستسيته ستون هاي اختلاط عميق در خاك ماسه اي ارائه گرديده است. در ادامه با استفاده از مقادير مقاومت فشاري هاي حاصل شده از تست تك محوري بهينه ترين نسبت آب به سيمان، مته، و دانسيته خاك استخراج شده و بمنظور بررسي عملكرد ستون هاي اختلاط عميق در ميزان كاهش نشست و افزايش ظرفيت باربري ستون هاي اختلاط عميق در خاكريز هاي متكي بر بستر هاي سست ماسه اي و همچنين تعيين چيدماني مناسب در اجراي ستون هاي اختلاط عميق از آن بهره گرفته شده است. بدين منظور، در گام نخست، مشخصات خاك ماسه بستر، خاكريز و ستون اختلاط عميق به نرم افزار Plaxis 2D داده شده و ارتفاع مناسبي براي خاكريز و فاصله به قطر ستون هاي اختلاط عميق استخراج شده است. در گام بعد با در اختيار داشتن ارتفاع خاكريز مناسب، نسبت فاصله به قطر ستون ها، مقدار بهينه نسبت آب به سيمان، دانسيته خاك و نوع مته اقدام به انجام سه تست بر روي اتاقك بارگذاري شده است. در تست اول بستر و خاكريز مسلح نشده اجرا و مقادير بار گسيختگي و نشست آن ها ثبت شده و در دو تست ديگر بستر با استفاده از ستون هاي اختلاط عميق با دو چيدمان مربعي و مثلثي مسلح شده و تست بارگذاري بر روي آنها انجام شده و نتايج با يكديگر مورد مقايسه قرار گرفته است. واژه هاي كليدي: ستون اختلاط عميق، خاك سست ماسه اي، خاكريز راه آهن، ستون خاك-سيمان، ظرفيت باربري، نشست