تسلیح خاک با ظرفیت باربری کم با استفاده از المان های قائم فولادی

خاک به عنوان مهم­ترين مصالح ساختماني و اصلي­ترين تکيه­گاه سازه، از ديرباز در ساخت و ساز مورد توجه بشر بوده است، اما به سبب ضعف مقاومت برشي و عدم توان باربري لازم در برابر نيروهاي وارده، پژوهشگران پيوسته درصدد افزايش ظرفيت باربري و بهبود خواص آن بوده­اند. تکنیک­های متعددی جهت افزایش توان باربری خاک­ها وجود دارد. سال­های اخیر محققین تحقيقات گسترده­اي در مورد استفاده از المان­های افقی و غیرافقی به عنوان تسلیح خاک به کار گرفتند.

در نتایج به دست آمده از تحقيق­هاي صورت گرفته مشخص شد که علاوه بر المان­های افقی، استفاده از المان­های تقویتی غیرافقی نیز در بهبود ظرفیت باربری خاک، برای پی­های سطحی کاربردی و سودمند می­باشد. در این پژوهش، تکنیک استفاده از المان­های قائم فولادی در بهبود خصوصیات مقاومتی خاک ماسه­ای سست، مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور مجموعه تحليل­هایی براساس روش عددي با استفاده از يك نرم­افزار المان محدود، بر روی مدل پی واقع بر روی خاک ماسه­ای مسلح شده با المان­های قائم فولادی با كمك مدل­سازي الاستوپلاستيك انجام شد. از طرف دیگر جهت تدقیق نتایج تحلیل عددی، آزمون­های بارگذاری در مقياس آزمايشگاهي بر روی پی واقع بر خاک ماسه­ای مسلح صورت گرفت.

هم­چنین جهت اعتبار­سنجی، نتایج تحلیل نرم­افزاری با نتایج به دست آمده از فرمول­های تئوری و نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. ملاحظه گردید تطابق خوب و قابل قبولي بين نتايج برقرار است. پس از كاليبره و اطمينان از صحت عملكرد نرم­افزار، آنالیز حساسیتی با تغییر پارامترهای قطر(D)، طول(L) و فاصله مرکز به مرکز المان­های فولادی (S)، ميزان فاصله المان­های کوبیده شده از بر پی (R) انجام و تأثیر پارامترهای مذکور بر ظرفیت باربری و نشست زیر پی مورد بررسی قرار گرفت.

بر اساس نتایج به دست آمده ملاحظه گردید که افزایش پارامترهای طول، قطر، کاهش فاصله بین المان­ها و تغيير ميزان فاصله المان ها از بر پي، تا حد مشخصی موجب بهبود قابل ملاحظه در ظرفیت باربری و کاهش نشست می­گردد و از یک حدی به بعد با تشکیل بلوک متراکم در زیر پی، میزان تأثیر تغییرات این پارامترها کاهش می یابد.

از این جهت در چنین شرایطی، استفاده از المان­های با طول و قطر بیشتر و کاهش فاصله بین المان­ها، از جهت ریالی برای طرح غیر اقتصادی می­باشد. در نهايت بر اساس نتایج به دست آمده، مقادیر بهینه براي هر یک از پارامترهای مذکور ارائه گردید.