21428

21428

بررسي نشست شمع در خاك مستعد روانگرايي بهسازي شده با حباب هوا

كارشناسي ارشد

ژئوتكنيك

آبان ماه 1398

دكتر حبيب شاه نظري - دكتر عليرضا سعيدي عزيزكندي

عمران

چكيده روانگرايي خاك هاي سست اشباع تهديد بزرگي براي سازه ها به حساب مي¬آيد. اين پديده بارها موجب آسيب به سازه‌هاي ژئوتكنيكي شده است. در طول دهه هاي اخير روش‌هاي متعددي براي كاهش خطر روانگرايي و آسيب‌هاي مربوطه به كار گرفته شده است. اكثر اين روش‌ها بسيار هزينه¬بر بوده و براي بهسازي خاك زير سازه‌هاي موجود با محدوديت روبه‌رو هستند. يكي از روش‌هاي نوين بهسازي خاك‌هاي روانگرا كه مشكلات ذكرشده را ندارد، كاهش درجه اشباع خاك به كمك حباب هوا است. با توجه به آن‌كه تنها ماده مورد استفاده در اين روش هوا است، روشي ارزان و دوست دار محيط زيست به شمار مي‌آيد. در اين تحقيق سعي شده كه به بررسي اثر اين روش بهسازي بر رفتار شمع در قالب نشست آن، تغييرشكل خاك، اضافه فشار حفره‌اي و خمش وارده بر شمع پرداخته شود. به اين منظور يك سري آزمايش ميزلرزه 1g اشباع و غيراشباع‌شده با تزريق هوا (به مدت 1، 5/3، 7، 14 و 72 ساعت) به كمك ميزلرزه مركز تحقيقات ژئوتكنيك دانشگاه علم و صنعت انجام شده است. نتايج حاصل از اين مطالعه نشان داده است كه غيراشباع‌سازي هوا به روش تزريق مصنوعي هوا از وقوع روانگرايي كامل (ru=1) جلوگيري كرده و موجب شروع سريع‌تر استهلاك اضافه فشار حفره‌اي مي‌شود. اين روش بهسازي موجب كاهش قابل توجه نشست شمع شده و نشست آن در مرحله نوسان آزاد را نيز كاهش مي‌دهد. تغييرشكل‌هاي برشي ايجاد شده در خاك غيراشباع‌شده در مقايسه با خاك اشباع به ميزان چشمگيري كاهش يافته و ضخامت لايه روانگرا نيز كاهش مي‌يابد. در كنار اين اثرات مثبت، تزريق هوا باعث مي‌شود شتابي كه به سطح نمونه و سازه واقع روي شمع مي‌رسد در مقايسه با خاك اشباع افزايش يابد. همچنين غيراشباع‌سازي خاك سختي آن را بالا برده و خمش وارده بر شمع را افزايش مي‌دهد. در ميزلرزه به علت كم بودن تنش موثر همه‌جانبه، تزريق طولاني مدت هوا (بيش از 7 ساعت) موجب بهسازي بيشتر آن نشده و تاثير معكوس مشاهده شده است. واژه‌هاي كليدي: روانگرايي، بهسازي، حباب هوا، غيراشباع سازي، شمع، ميزلرزه

1398/09/27

Evaluating of pile settlement in liquefiable soil improved by air bubbles

12/18/2019 12:00:00 AM

Abstract Liquefaction of loose saturated soils is a major threat to structures. This phenomenon has often damaged geotechnical structures. Over the past decades, various methods have been used to reduce the risk of liquefaction and its damages. Many of these methods are very costly and have limited limitations on soil improvement of existing structures. One of the new ways for soil improvement that does not have the above problems is to reduce the degree of saturation with air bubbles. Since the only material used in this method is air, it is an inexpensive and environmentally friendly method. In this study, the effect of this method on pile behavior, soil deformation, pore pressure and bending moments on the pile has been investigated. For this purpose, a series of 1 g saturated and partially saturated (time of air injection: 1, 3.5, 7, 14 and 72 h) were conducted using the shaking table of Geotechnical Engineering Research Center of the Iran University of Science and Technology. The results of this study show that the air-injection partially saturation method prevents complete liquefaction (ru = 1) and results in a faster onset of pore pressure dissipation. This method significantly reduces the co-seismic and post-seismic settlement of the pile. Shear deformation in the partially saturated soil is significantly reduced compared to the saturated soil and the thickness of the liquefied layer is also reduced. In addition to these positive effects, air injections increase acceleration at the surface of sample compared to saturated soil. Partially saturated soil also increases its hardness and increases the bending moment applied to the pile. In the shaking table, due to the low level of confining pressure, prolonged injection of air (over 7 hours) did not improve it further, and the reverse effect was observed. Keywords: Liquefaction, improvement, Air bubble, Partially saturation, pile, shaking table

روانگرايي , بهسازي , حباب هوا , غيراشباع سازي , شمع , ميزلرزه

Liquefaction , improvement , Air bubble , Partially saturation , pile , shaking table