23200

بررسي اثر دانه بندي خاك بر روي مقاومت ستون هاي جت گروتينگ

كارشناسي ارشد

ژئوتكنيك

1396

1399/08/28

دكتر محسن صابرماهاني

عمران

يكي از روش هاي مواجهه با خاك هاي سست، با نشست زياد و ظرفيت باربري اندك، بهسازي خاك مي باشد. روش جت گروتينگ يا تزريق پرفشار دوغاب يك از روش هاي بهسازي بر پايه تزريق مي باشد. در اين روش دوغاب سيمان با فشار بالا در خاك تزريق شده و با شكسته شدن ساختار ابتدايي خاك، مخلوطي هيدروليكي از دوغاب سيمان و خاك به جا مي گذارد. از آنجا كه مخلوط حاصل غالباً شكل استوانه اي داشته به آن ستون جت گروتينگ گفته مي شود. اين ستون ها مقاومت بالاتر و نشست كمتر نسبت به خاك محل داشته و باعث بهبود خواص مكانيكي آن مي شوند. مشخصات ستون هاي جت گروتينك از جمله مقاومت، قطر و مكانيزم تشكيل آنها متأثر از مشخصات خاك محل مثل دانه بندي، تراكم و نفوذپذيري است. بررسي پارامترهاي مذكور در مقياس ميداني بسيار پر هزينه، دشوار و زمان بر است، بنابراين به منظور بررسي دقيق و جزئي تأثير اندازه ي دانه هاي خاك، نوع دانه بندي خاك، درصد ريزدانه و نفوذپذيري خاك بر قطر و مكانيزم تشكيل ستون هاي جت گروتينگ از دستگاه جت گروتينگ در مقياس آزمايشگاهي مركز تحقيقات ژئوتكنيك دانشگاه علم و صنعت ايران استفاده گرديد. در اين پژوهش از ماسه هاي سندبلاست و تصفيه ي آب با نام هاي تجاري D3 و D1 به عنوان ماسه هاي درشت، ماسه هاي 131 و 141 ريخته گري به عنوان ماسه متوسط و ماسه هاي 161 و 171 ريخته گري به عنوان ماسه هاي ريز استفاده شد. با اجراي ستون ها در خاك هاي ماسه اي مذكور و يا مخلوطي از آن ها در دو حالت خشك و اشباع، تأثير پارامترهاي دانه بندي و نفوذپذيري خاك بر روي قطر ستون ها و مكانيزم تشكيل آن ها بررسي شد. همچنين از ستون هاي بدست آمده مغزه گيري شده و سپس پارامترهاي وزن مخصوص خشك و مقاومت فشاري تك محوري آن ها محاسبه شد. براساس نتايج بدست آمده، افزايش قطر دانه هاي خاك و نفوذپذيري آن ها سبب افزايش قدرت نفوذ دوغاب و در نتيجه افزايش قطر ستون ها مي شود. در ماسه D3 با قطر مؤثر از 4/2 ميليمتر دوغاب سيمان حركت ثقلي داشته و ته نشين شده و ستون تشكيل نگرديد. در ماسه D1 به دليل بافت درشت و نفوذ پذير اين ماسه دوغاب سيمان در خلل و فرج اين خاك نفوذ كرده و ستون هايي با قطرهاي 31 و 24 سانتي متري به ترتيب در حالت اشباع و خشك حاصل شد كه بيشترين ميزان قطر در مقايسه با ساير ستون ها بود. قطر ستون هاي تشكيل شده در ماسه هاي اشباع 30 تا 100 درصد بيشتر از قطر آنها در حالت خشك بود كه نشان مي دهد در شرايط اشباع فرسايش پذيري ماسه ها بالاتر رفته و مخلوط خاك سيمان نهايي قطورتر مي شود. وزن مخصوص خشك و مقاومت فشاري تك محوري مغزه هاي اخذ شده از ستون هاي تشكيل يافته در ماسه هاي خشك به ترتيب بين 18 تا 20 كيلونيوتن بر متر مكعب و 11 تا 5/14 مگاپاسكال مشاهده شد. در حالي كه در نمونه هاي اخذ شده از ستون هاي تشكيل شده در ماسه هاي اشباع مقادير وزن مخصوص خشك بين 16 تا 18 كيلونيوتن بر متر مكعب و مقادير مقاومت فشاري تك محوري نيز بين 3 تا 5/4 مگاپاسكال مشاهده گرديد.

1399/11/26

Study on influence of grain size distribution on the strength of jet grouting columns

11/18/2020 12:00:00 AM

Ground improvement is used as a set of methods to improve the efficiency of loose soils with high settlement and low bearing capacity. Jet grouting method (high-pressure injection) as one of the most efficient improvement methods has a special place among all the methods. The basis of jet grouting technology is the injection of one or two high-pressure fluids into the soil. Hydrodynamic action of the jet breaks down the primary structure of the soil and comes out part of the soil along with the slurry portion and mixes the rest of the soil with the injectable fluid. This results in the formation of soil-cement bulk in the soil, which is in most cases cylindrical.hence, they are called jet grouting column. Physical modeling is a suitable method for clarifying the operation of high-pressure injection in peripheral soil and for obtaining details of this process. In this study, to investigate the behavior of high pressure injected columns, a laboratory micro-jet grouting device at the Geotechnical Research Center of the Iran University of Science and Technology was used. Then, by implementing columns in soils with different grain size and distribution, the impact of particle size, permeability and degree of saturation On jet–soil interaction mechanisms , resistance and geometric characteristics of the soil-cement columns were investigated. Based on the results, increasing the grain size and permeability causes to increase the diameter of columns in dry soils while in saturated soils the diameter of columns are almost equal. the diameter of columns in saturated soils are higher than dry ones, that’s because in saturated soils the fraction between particles is lower than dry condition and hence slurry jet will erode soil structure more effectively. Uniaxial compressive strength test results showed that compressive strength of dry samples is between 11 to 14.5 Mpa while in saturated samples it is between 3 to 4.5 Mpa.

بهسازي خاك , جت گروتينگ آزمايشگاهي , دانه بندي , ارزيابي قطر ستون جت گروتينگ

Soil improvement , Laboratory jet grouting , grain size distribution , Diameter evaluation