شبیهسازی عددی تأثیر دانهبندی و شرایط مرزی بر رفتار ستونهای سنگی تقویتکننده خاک با استفاده از روش اجزای مجزا
نویسندگان
1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم
2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم
doi
10.22034/anm.2022.2440چکیده
یکی از روشهای مؤثر بهسازی خاک روش ستون سنگی است. در این روش خاک مسئلهدار با ستونهایی از جنس مصالح شنی جایگزین میشود و منتج به افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست پذیری و افزایش توان زهکشی خاک میگردد. یکی از عوامل مهم باربری ستونهای سنگی، کیفیت محصورشدگی آنها در خاک است. در خاکهای سست فشار جانبی اعمالی به ستون کافی نبوده و ستون سنگی تحت اثر بارهای اعمالی دچار کمانش جانبی میشود. مدلسازی عددی سازوکار باربری ستونهای سنگی با استفاده از روشهای تحلیلی و شبیهسازیهای عددی مبتنی بر مکانیک محیطهای پیوسته درگذشته انجامشده است. در این پژوهش با استفاده از روش عددی اجزای مجزا که توانایی خوبی در شبیهسازی رفتار مکانیک محیطهای گسسته دارد، ظرفیت باربری ستون سنگی و سازوکار کمانش جانبی ایجادشده در زنجیرههای باربر ذرات ستون سنگی سست بررسیشده است. در ادامه برخی پارامترهای مؤثر بر ظرفیت باربری ستون سنگی مانند دانهبندی، قطر و شرایط انتهایی ستون سنگی مورد ارزیابی قرارگرفته است. نتایج این شبیهسازی با نتایج تئوری اعتبار سنجی شده است که نشان میدهد روش عددی اجزای مجزا، توانمندی لازم را در شبیهسازی ستون سنگی دارا است. نتایج نشان میدهد افزایش قطر ستون سنگی باعث افزایش ظرفیت باربری میشود و ستون سنگی گیردار بین 25 تا 30 درصد ظرفیت باربری بیشتری نسبت به ستون سنگی شناور دارد. نتایج شبیهسازی نشان میدهد کاهش اندازه دانهبندی تأثیرات محدودی بر کاهش ظرفیت باربری مجموعه ستون سنگ-خاک سست دارد. چراکه با افزایش تعداد ذرات در واحد سطح و به دنبال آن با افزایش تعداد تماسها، تعداد ذرات بیشتری در باربری مشارکت داشته و چنانچه ذرهای که در زنجیره اصلی باربر واقعشده است، از مسیر خارج شود، باز توزیع نیرو صورت گرفته و کمانش کلی زنجیرههای نیرویی رخ نمیدهد.
