کاربرد ستونهای سنگی در پایداری شیروانی ها بااستفاده از آنالیز عددی

یکی از مباحث مهم و اساسی در مهندسی ژئوتکنیک، کنترل پایداری شیروانی¬¬ها و خاکریز¬های ساخته شده روی خاک¬های سست در برابر گسیختگی عمقی می¬¬باشد. ستون¬های سنگی یکی از تکنیک¬¬های بهسازی و اصلاح خاک¬¬های ضعیف به شمار می¬آید که موجب افزایش مقاومت، کاهش نشست، افزایش زمان نشست، کاهش احتمال روانگرایی و بهبود پایداری شیروانی¬¬های ساخته شده روی خاک¬های ضعیف می¬¬گردد. لذا در این تحقیق، آنالیز و محاسبه¬ی ضریب اطمینان پایداری شیروانی مسلح شده با ستون سنگی در برابر گسیختگی عمقی با استفاده از روش¬های تحلیل عددی (fdm و fem) مدنظر می¬¬باشد. فعالیت¬های صورت گرفته شامل سه بخش کلی است، بخش اول شامل تأثیر پارامترهای ستون¬های سنگی (فاصله، قطر و زاویه¬ی اصطکاک)، خاکریز (ارتفاع و زاویه¬ی اصطکاک) و خاک رس (چسبندگی) زیر شیروانی می¬باشد. بخش دوم شامل بررسی پارامترهای فاصله¬ی ستون¬ سنگی به قطر آن، زاویه¬ی شیروانی، بررسی تک لایه و دو لایه بودن خاک رس و نسبتهای مختلف عدد پایداری خواهد بود. بخش سوم شامل تأثیر پارامترهای مدول الاستیسیته، ضریب پواسون و زاویه¬ی اتساع بر ضریب اطمینان پایداری شیروانی در برابر گسیختگی عمقی می¬باشد. نتایج نشان می¬دهد که ضرایب اطمینان آنالیز شده با روش ناحیه¬ی معادل، بیشتر از ضرایب اطمینان حاصل از روش ستون سنگی منفرد می¬باشد بنابراین، ضریب کاهنده¬ای برابر 89/0 برای اصلاح مقادیر ضریب اطمینان محاسبه شده بر اساس روش ناحیه¬ی معادل در امور اجرایی پیشنهاد می¬گردد. قابل توجه است که هرگاه دامنه¬ی تغییرات مربوط به پارامترهای c و ? باشد، روش اجزای محدود ضریب اطمینان بیشتری نسبت به روش تفاضل محدود آنالیز می¬کند. در واقع با اینکه هردو روش مبتنی بر معیار موهر-کلمب می¬باشند ولی این معیار برروی روش اجزای محدود تأثیر بیشتری دارد. همچنین با افزایش قطر ستون سنگی (بیش از 1 متر)، مشاهده می¬شود که روند ضریب اطمینان ثابت می¬شود، دلیل این امر آنست که در واقع فونداسیون از حالت خاک رس همگن به حالت ستون سنگی همگن تغییر وضعیت می¬دهد و این یعنی خاک رس و ستون سنگی در کنار هم می¬توانند حالت بهینه¬ای را برای پایداری شیروانی بوجود آورند.