تأثیر لایه‌های ژئوگرید بر جابه‌جایی قائم و نیروی برشی وارد بر پی با تأکید بر روش اجزای محدود و نرم‌افزار PLAXIS 2D

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (نظری)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران.

2 استاد، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران.

چکیده

ژئوسنتتیک، نام کلی مجموعه مصالحی است که از مواد مصنوعی نظیر پلیمرها ساخته شده و برای پایداری و بهسازی رفتار خاک استفاده می‌شوند. ژئوگریدها زیرمجموعه‌ای از ژئوسنتتیک‌ها می‌باشند که امروزه کاربرد فراوانی در مهندسی ژئوتکنیک پیدا کرده‌اند. در پژوهش حاضر، یک پی سطحی که بار یکنواختی را تحمل می‌کند و روی سه لایه خاکی متفاوت قرار دارد، با استفاده از روش اجزای محدود و تحت یک شتاب نگاشت مدل‌سازی و تجزیه‌وتحلیل شده است. لایه میانی خاک، متشکل از خاک رس سست می‌باشد که توسط دو نوع ژئوگرید با تعداد و فواصل متفاوت تسلیح شده است. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله قائم بین لایه‌های ژئوگرید، جابه‌جایی قائم، نیروی محوری، نیروی برشی و لنگر خمشی وارد بر پی افزایش می‌یابد. نیروی برشی و لنگر خمشی وارد بر پی، برای لایه ژئوگرید با عمق قرارگیری 5 متر به بعد با شیب زیادی نسبت به دیگر حالت‌های مطالعه شده افزایش می‌یابد. همچنین مشاهده شد که تفاوت لایه‌های ژئوگرید مورد استفاده در این پژوهش، تأثیر چندانی در نتایج تحلیل‌ها نداشت. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Effect of Geo-Grid Plates on Vertical Displacement and Shearing Force on Foundation Using Finite Element Method and Two-Dimensional PLAXIS Software

نویسندگان [English]

  • Hamed Yousefi 1
  • Seied Morteza Marandi 2
1 PhD Student, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran.
2 Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran.
چکیده [English]

Geo-synthetics are made from polymers used to stabilize and improve soil behaviors. Nowadays, geo-grids are widely used in geotechnical engineering applications. In the present study, a surface foundation located on three different soil layers under a uniform load was modeled and analyzed using finite element method under specified acceleration. The intermediate soil profile consisted of loose clay reinforced using two types of geo-grids with different distances. The results showed that by increasing vertical distance between the geo-grid layers, the vertical displacement, axial force, shear force and flexural anchor applied to the foundation also increased. Furthermore, in the case of geo-grid layer positioned at a depth of 5m or more, the shear force and flexural moment increased with a steeper slope in comparison with other cases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Loose clays Geo
  • grid Two
  • dimensional analysis Soil improvement
[1] Rajabi, A. M., & H‌e‌i‌d‌a‌r‌i A‌b‌d‌o‌l‌l‌a‌h‌i, A. (2019). T‌h‌e e‌x‌p‌e‌r‌i‌m‌e‌n‌t‌a‌l s‌t‌u‌d‌y o‌f t‌h‌e n‌a‌n‌o-s‌i‌l‌i‌c‌a e‌f‌f‌e‌c‌t o‌n t‌h‌e s‌t‌r‌e‌n‌g‌t‌h a‌n‌d c‌o‌n‌s‌o‌l‌i‌d‌a‌t‌i‌o‌n p‌a‌r‌a‌m‌e‌t‌e‌r‌s o‌f k‌a‌r‌a‌j c‌l‌a‌y s‌o‌i‌l‌s. Sharif Journal of Civil Engineering, 35.2(2.1), 65-72. https://doi.org/10.24200/j30.2018.2007.2061
[2] Kumar, S., Sahu, A. K., & Naval, S. (2019). Performance of circular footing on expansive soil bed reinforced with geocells of Chevron pattern. Civil Engineering Journal, 5(11), 2333-2348. https://doi.org/10.28991/cej-2019-03091415
[3] Sridhar, R., & Prathapkumar, M. T. (2017). Behaviour of model footing resting on sand reinforced with number of layers of coir geotextile. Innovative Infrastructure Solutions, 2(1), 1-8. https://doi.org/10.1007/s41062-017-0099-y
[4] Huang, Y., Sawada, K., Moriguchi, S., Yashima, A., & Zhang, F. (2006). Numerical assessment of the effect of reinforcement on the performance of reinforced soil dikes. Geotextiles and Geomembranes, 24(3), 169-174. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2005.11.005
[5] Patra, C. R., Das, B. M., Bhoi, M., & Shin, E. C. (2006). Eccentrically loaded strip foundation on geogrid-reinforced sand. Geotextiles and Geomembranes, 24(4), 254-259. https://doi. org/10.1016/j.geotexmem.2005.12.001
[6] Kolay, P., Kumar, S., & Tiwari, D. (2013). Improvement of bearing capacity of shallow foundation on geogrid reinforced silty clay and sand. Journal of Construction Engineering, 2013, 1-10. https://doi.org/10.1155/2013/293809
[7] Duncan-Williams, E., & Attoh-Okine, N. O. (2008). Effect of geogrid in granular base strength – An experimental investigation. Construction and Building Materials, 22(11), 2180-2184. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2007.08.008
[8] Abdi, M., Sadrnezhad, S., & Arjmand, M. (2009). Clay reinforcement using geogrid embedded in thin layers of sand. International Journal of Civil Engineering 7(4), 224-235. http://ijce.i ust.ac.ir/article-1-380-en.html
[9] Bathurst, R. J., & Miyata, Y. (2015). Reliability-based analysis of combined installation damage and creep for the tensile rupture limit state of geogrid reinforcement in Japan. Soils and Foundations, 55(2), 437-446. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2015. 02.017
[10] Abu-Farsakh, M., Coronel, J., & Tao, M. (2007). Effect of Soil Moisture Content and Dry Density on Cohesive Soil–Geosynthetic Interactions Using Large Direct Shear Tests. Journal of materials in civil engineering, 19(7), 540-549. https://doi.org/10.1 061/(ASCE)0899-1561(2007)19:7(540)
[11] Siavoshnia, M., Kalantari, F., & Shakiba, A. (2010, April 26-28). Assessment of geotextile reinforced embankment on soft clay soil. The 1st International Applied Geological Congress, Department of Geology, Islamic Azad University - Mashad Branch, Iran. http s://ctb.iau.ir/faculty/m-siavoshnia-civil/fa/articlesInConferences/324
[12] Karim, H. H., Samueel, Z. W., & Jassem, A. H. (2020). Behaviour of soft clayey soil improved by fly ash and geogrid under cyclic loading. Civil Engineering Journal, 6(2), 225-237. https://www.researchgate.net/publication/338994040_Behaviour_of _Soft_Clayey_Soil_Improved_by_Fly_Ash_and_Geogrid_under_Cyclic_Loading
[13] Abd El Raouf, M. E. (2020). Stability of Geogrid Reinforced Embankment on Soft Clay. JES. Journal of Engineering Sciences, 48(5), 830-844. https://doi.org/10.21608/jesa un.2020.112941
[14] El Sawwaf, M., & Nazir, A. K. (2010). Behavior of repeatedly loaded rectangular footings resting on reinforced sand. Alexandria Engineering Journal, 49(4), 349-356. https://doi. org/10.1016/j.aej.2010.07.002
[15] Ghosh, A., Ghosh, A., & Bera, A. K. (2005). Bearing capacity of square footing on pond ash reinforced with jute-geotextile. Geotextiles and Geomembranes, 23(2), 144-173. htt ps://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2004.07.002
[16] Sharma, R., Chen, Q., Abu-Farsakh, M., & Yoon, S. (2009). Analytical modeling of geogrid reinforced soil foundation. Geotextiles and Geomembranes, 27(1), 63-72. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2008.07.002
[17] Brinkgreve, R. B. J., Broern, W., & Waterman, D. (2006). Reference Manual for PLAXIS 2D version 8.0. B. PLAXIS. https://www.civil.iitb.ac.in/~ajuneja/Plaxis%20progra m/Version%208%20Introductory/Manuals/English/V84-1_GenInfo.pdf
[18] Das, B. M., & Sobhan, K. (2012). Principles of Geotechnical Engineering (8 ed.). Cengage learning. http://faculty.tafreshu.ac.ir/file/download/course/1583609876-principles-of-g eotechnical-engineering-8th-das.pdf
[19] Cicek, E., Guler, E., & Yetimoglu, T. (2015). Effect of reinforcement length for different geosynthetic reinforcements on strip footing on sand soil. Soils and Foundations, 55(4), 661-677. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2015.06.001
[20] Huesker. (2017). Basetrac® Duo-C PP 30 B15. Huesker Synthetic GmbH. https://www. huesker.co.uk/fileadmin/media/Tender_Specifications/English/Basetrac_Duo-C_P P_30_B15.pdf
[21] Huesker. (2017). Basetrac® Duo-C PET 30 B15. Huesker Synthetic GmbH. https://ww w.huesker.co.uk/fileadmin/media/Tender_Specifications/English/Basetrac_Duo-C_PET_30_B15.pdf
[22] Huesker. (2017). Basetrac® Duo PET 30 B15. Huesker Synthetic GmbH. https://www.h uesker.co.uk/fileadmin/media/Tender_Specifications/English/Basetrac_Duo_PET_30_B15.pdf
[23] Jain, S. K., Nusari, M. S., & Acharya, I. P. (2020). WITHDRAWN: Use of geo-grid reinforcement and stone column for strengthening of mat foundation base. Materials Today: Proceedings. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.10.757