بررسی آزمایشگاهی تأثیر لایه نازک افقی بر ظرفیت باربری پی دایره‌ای در خاک ماسه‌ای

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران

2 گروه مهندسی عمران، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران

3 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان

4 گروه مهندسی عمران، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران

doi
10.22034/jcee.2021.40926.1955
چکیده

لایه‌های نازک موجود در زمین، علی‌رغم آن‌که به‌نظر می‌رسد، تأثیر ناچیزی داشته باشند، اساساً می‌تواند تأثیر قابل‌ملاحظه‌ای بر ظرفیت باربری پی داشته باشند. در این تحقیق، تأثیر وجود لایه نازک ضعیف و قوی بر ظرفیت باربری نهایی پی دایره‌ای بر بستر ماسه‌ای، به‌وسیله مدل فیزیکی کوچک‌مقیاس سیستم خاک- شالوده بررسی می­شود. آزمایش‌های مدل فیزیکی در مخزن استوانه‌ای از جنس فولاد با قطر داخلی 70 سانتی­متر و ارتفاع 70 سانتی­متر، انجام شده است. شالوده دایره‌ای به­ صورت صلب بوده و بر روی سطح بستر قرار می‌گیرد، یعنی عمق مدفون صفر است. بررسی‌ها با تغییر جنس، ضخامت و عمق قرارگیری لایه نازک صورت گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که لایه نازک ضعیف باعث کاهش ظرفیت باربری نهایی و سختی سیستم خاک- شالوده می‌شود و لایه نازک قوی باعث افزایش ظرفیت باربری نهایی و سختی سیستم خاک- شالوده می‌شود. میزان این تأثیر تابعی از ضخامت، عمق قرارگیری و جنس مصالح لایه نازک دارد. مطابق نتایج، لایه ضعیف در عمق بحرانی 1B (B قطر فونداسیون است) بیش­ترین کاهش ظرفیت باربری نهایی را به­ میزان 26 درصد داشته است (از 183kPa به 135kPa) و در عمق 2B تأثیری نداشته است. لایه قوی نیز برای حالتی که این لایه دقیقاً زیر فونداسیون قرار دارد، بیش­ترین افزایش ظرفیت باربری نهایی را به‌میزان 329 درصد داشته است (از 183kPa به 603kPa) و در عمق تقریباً B25/1 بدون تأثیر بوده است. برای صحت‌سنجی، نتایج مدل آزمایشگاهی بستر ماسه‌ای یکنواخت، با نتایج تحلیلی محققان مختلف مقایسه شده که نشان از انطباق زیاد نتایج دارد.