مطالعه کمی تاثیر اجرای ستونهای شنی در بهسازی خاکهای سست با استفاده از نتایج آزمایشهای محلی و مدلسازی عددی

پایان نامه حاضر ابتدا به تعریف بهسازی و لزوم آن و انواع روشهای بهسازی خاک بصورت اجمالی می پردازد. آنگاه روش ستون شنی بعنوان یکی از روشهای رایج بهسازی خاک تشریح وکاربردها، مزایا و محدودیتهای این روش توضیح داده می شود. نیز چگونگی طراحی و انواع محتمل نحوه خرابی ستون شنی براساس آیین نامه تهیه شده توسط موسسه آزاد راههای آمریکا (fhwa) توضیح داده می شود. با مطالعه موردی استفاده از این روش در پروژه مورد نظر، تاثیرات استفاده از ستون شنی را در بهبود مشخصات مقاومتی خاک به کمک آزمایشهای در محل از جمله آزمایش بارگذاری صفحه و آزمایش spt (قبل و بعد از بهسازی) مورد بررسی قرار می گیرد. سپس با مدلسازی عددی یک پروژه اجرای ستون شنی با استفاده از نرم افزار plaxis، به بررسی اثر ستون شنی بر روی برخی از پارامترهای مهندسی طراحی پی نظیر تنش های قائم و برشی و نشست پرداخته میشود. در مرحله اول، بارگذاری بصورت استاتیکی و قائم در مدل اعمال می گردد و در مرحله بعد بارگذاری جانبی زلزله نیز به بارگذاری قائم اضافه می گردد و تحلیل بصورت دینامیکی انجام می شود البته در این مرحله برای بررسی پدیده روانگرایی فرض می شود که بالاترین لایه زهکشی نشده است و اضافه فشار آب حفره ای در دو حالت بهسازی نشده و بهسازی شده مقایسه می شود. با تحلیل مدلهای بدون و با ستون شنی در زیر پی و سپس مقایسه نتایج با یکدیگر می توان نتیجه گرفت که اجرای ستون شنی در زیر پی تاثیر بسزایی در کم کردن تنش اعمالی بر خاک زیر پی دارد. درنتیجه می توان انتظار داشت که نشست زیر پی نیز کم شده که یکی از اهداف اصلی استفاده ازستون شنی می باشد. نیز بدلیل سختی و تراکم بالای ستون شنی قسمت عمده تنش برشی ناشی از نیروی اعمال شده توسط ستون شنی تحمل می گردد. افزایش سختی ستون شنی موجب کاهش سهم باربری خاک مجاور ستون شنی شده و در نتیجه نشست در خاک کاهش می یابد. با اجرای ستون شنی در هنگام زلزله خطر روانگرایی بدلیل کاهش فشار آب حفره ای اضافی کمتر می گردد زیرا در واقع ستونهای شنی مانند مجراهای زهکشی عمل می کنند و اضافه فشار آب حفره ای در آنها صفر می باشد و بنابراین مانع ایجاد روانگرایی در زیر سازه می شوند.