دراسة عددية لتأثيرات الأعمدة الحجرية على استقرار الزحف على المدى الطويل باستخدام البلاكسيس ثلاثي الأبعاد - دراسة حالة

الباحث

سرى توفيق فاخر العقبي

المشرف

نهلة محمد سالم - محمود رشيد محمود

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة المدنية / الهندسة المدنية

الشهادة

ماجستير

السنة

2021

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Stone columns;Creep settlement;3D Plaxis;Soft soil

تم تنفيذ الكثير من الدراسات على فوائد الاعمدة الحجرية ، ولكن لم يتم التركيز على إظهار تأثيرها على هبوط الزحف في التربة الرخوة. تم استخدام برنامج 77-2020 PLAXIS- 3D لإظهار تحسين التربة باستخدام الأعمدة الحجرية ؛ وذلك بإجراء دراسة ثلاثية الأبعاد للعناصر المحدودة لتطوير نموذج نصف متمائل لسدة ترابية مدعمة بالأعمدة الحجرية باستخدام PLAXIS 3D لتحديد تأثير الأعمدة الحجرية في التربة الرخوة وحساب هبوط الزحف للسدة. تم اجراء فحص كامل لخصائص التربة قبل إجراء التحليل ، لذلك تم اختيار التربة الرخوة من جنوب بغداد وأعيد تشكيلها لثلاث قوى قص غير مبزولة ( =Cu 15 و 30 و 50 للتربة . و 8 و C على التوالي) ليتم فحصها في المختبر ، تم ادخال جميع البيانات المستحصلة من المختبر إلى البرنامج PLAXIS-3D تعتمد الدراسة الحالية على نماذج زحف التربة الرخوة (5500لتمثيل سلوك التربة) ونموذج Mohr- Coulomb (MC) لتمثيل الأعمدة الحجرية. تمت دراسة سلوك هبوط زحف التربة من خلال إظهار تأثير هندسة العمود الحجري (العائم والحامل الطرفي) ¢ وطول العمودء والمسافة بين الأعمدة ، وأنواع التربة الرخوة. نتائج دراسة تاثير طول الأعمدة الحجرية العائمة التي تؤثر بشكل جيد على سلوك التربة الرخوة عن طريق خفض هبوط الزحف تحت السدة الترابية ، وكان تقليل الهبوط 15.017/ ، 419.610 © و 5 لل (1/آ10-1، 13 و 16 على التوالي ؛ في حين أن طول الأعمدة الحجرية الطرفية لا يظهر الاختلاف في التأثير على هبوط الزحف تحت السدة ، كان تقليل الهبوط 8.660“ areal الاطوال. معامل التحسين (الهبوط في الترب غير المعالجة / الهبوط في الترب المعالجة) ، لأطوال الأعمدة الحجرية المختلفة كان أكبر في هبوط Cas jl منه في الهبوط الأولي ، كان الفرق في الاعمدة العائمة 0.079 ، L/D 110.218 5 ، 0.136 = 10و 13 و 16 على التوالي ، وفي حالة الاعمدة الحاملة الطرفية كان 7 لجميع نسب L/D . ارتبطت الإزاحة الأفقية بشكل عكسي بطول العمود الحجري في حالة العمود الحجري العائم ، وكان تقليل الأزاحة الافقية 41.4/ و 55.3/ و 763.9 للاطوال =L/D 10و13 و 6 على التوالي ؛ بينما في حالة الاعمدة الحجرية الحاملة الطرفية لم تتأثر الازاحة الجانبية بزيادة طول العمود الحجري ويظهر انخفاضًا بنسبة 53.1/ لجميع نسب L/D . ينتقل الضغط العمودي على طول الأعمدة الحجرية بالكامل في حالة الاعمدة العائمة ؛ بينما في الأعمدة الحجرية الحاملة الطرفية ، كان الضغط العمودي يقتصر على طول العمود وحتى يبلغ الطبقة الصلبة. كانت المسافة بين الأعمدة الحجرية العائمة والحاملة الطرفية ، لأطوال أعمدة حجرية مختلفة ، مرتبطة بشكل إيجابي مع هبوط الزحف تحت السدة ، في حالة الاعمدة العائمة ، كان معامل التقليل 19.7/ ، 12.9/ ، 28.5 ٠، و 76.1 و في حالة الاعمدة الحاملة الطرفية كان معامل التقليل 8.6/ ، 29.4 ، 27.0 ، و 6.2” لل8 - 2.5 4٠ جل D6 ، و 8 D على التوالي. كان ales التحسين ، بالنسبة للمسافات المختلفة بين الأعمدة الحجرية ، أكبر في هبوط الزحف منه في الهبوط الأولي ¢ وكان الفرق 0.151 ، 0.098 ، 0.055 ، و 0.039 في حالة الاعمدة العائمة وفي حالة الاعمدة الحاملة الطرفية كانت 0.065 + 0.084 ، 0.080 و 110.047 § = 0 و 24 و 26 و D8 على التوالي. تظهر الازاحة الافقية ارتباطًا إيجابيًا مع زيادة المسافة بين الأعمدة الحجرية ¢ وكان Soles التقليل 155.3 ٠، 34.7/ ، 115.6، 15.3 في حالة العمدة العائمة وفي حالة الاعمدة الحاملة الطرفية كانت 52.4/ و 41.2/ و 5726.5 718.1 لل 5 - 2.58 و4 12 و6 D و 8 D يُظهر الضغط العمودي ارتباطًا إيجابيًا مع زيادة المسافة بين الأعمدة الحجرية في حالة الاعمدة العائمة والاعمدة الحاملة الطرفية. تُظهر معاملات القص للأنواع الثلاثة من التربة ، A و 8 و © الاختلاف البسيط في تأثيرها على هبوط الزحف تحت السدة في حالة الاعمدة الحجرية العائمة ، كان معامل التقليل 19.4/ ، 116.5 ، 17.8 ل التربة A و 8 و © على التوالي ٠ بينما في حالة الأعمدة الحجرية الحاملة الطرفية تُظهر معاملات القص ارتباطًا إيجابيًا مع هبوط الزحف تحت السدة ، وكان معامل التقليل 9.4/ و 410.8 و 213.0 للتربة A و 8 و © على التوالي. كان معامل التحسين للترب الثلاث A و 8 و 0 في الأعمدة الحجرية العائمة والحاملة الطرفية أكبر في هبوط الزحف منه في الهبوط الأولي ، وكان الفرق 0.149 و 0.198 و 0.139 في حالة الاعمدة العائمة و كانت في حالة الاعمدة الحاملة الطرفية 0.065 و 0.065 و 0.063 للترب A و 8 و © على التوالي. تظهر الإزاحة الأفقية للأعمدة الحجرية العائمة والحاملة الطرفية في الترب A و 8 و 0 ارتباطًا سلبيًا مع معاملات القص ، وكان معامل التقليل 55.3/ و 731.1 و 154.0 في حالة الاعمدة العائمة وفي حالة الاعمدة الحاملة الطرفية كانت 53.5/ ، 126.5 ، 7114.8 للتربة A و 8 و ) على التوالي. يُظهر الضغط العمودي في كل من الأعمدة الحجرية العائمة والحاملة الطرفية نفس نمط توزيع الضغط على الترب A و 8 و © على التوالي.

lot of work was carried out on the stone column benefit, but little was done to show its effect on creep settlement in soft soil behavior. The PLAXIS- 3D V-2020 software program was used to show soil improvement by use of stone columns; a 3D finite element study to develop an halfsymmetric model of a group of stone columns reinforced embankment was performed using PLAXIS 3D to quantify the effect of stone columns in soft soil by producing the creep settlement response of the embankment. A complete description of the soil property was done before conducting the analysis, so soft soil was chosen from the south of Baghdad and remolded for three different undrained shear strengths (Cu= 15, 30, and50 for the soil A , B, and C respectively) to be investigated in the laboratory, all the data were introduced to the model input of the PLAXIS-3D program. The present study depends on the soft soil creep (SSC) models to mimic the behavior of soil and the Mohr-Coulomb (MC) model to simulate stone columns. The soil creeps settlement behavior was studied by showing the effect of stone column geometry (floating and end-bearing), length of column (L/D), intera-columns space, and types of soft soil. The output study results are for the length of floating stone columns affects well the behavior of soft soil by lowering the creep settlement under embankment, the reduction of the settlement were 15.017%, 19.610%, and 23.855% for the L/D 10, 13,and16 respectively; while the length of end-bearing stone columns does not show the difference in the effect on the creep settlement under the embankment, the reduction was 8.660% for all L/D ratios. The improvement factor (settlement untreated/ settlement treated), for different stone column lengths was greater in creep settlement than in primary settlement, the difference in floating conditions were 0.079, 0.136, and 0.218 for the L/D 10, 13,and16 respectively, and in end-bearing conditions was 0.107 for all L/D ratios. The horizontal displacement correlated reversibly with the length of the stone column in case of floating stone column, the reduction were 41.4%, 55.3%, and 63.9% for the L/D=10,13, and 16 ratios respectively; while in case of end-bearing stone column didn’t affected by the increase of stone column length, and shows a reduction of 53.1% for all L/D ratios. The vertical stress was transmitted along the entire length of stone columns in floating conditions; while in the end-bearing stone columns the vertical stress was limited to the stiffness layer. The space between floating and end-bearing stone columns, for different stone column lengths, was positively correlated with the creep settlement under the embankment, in case of floating conditions the reduction factors were 19.7%, 12.9%, 8.5%, and 6.1% and in end-bearing conditions the reduction factors were 8.6%, 9.4%, 7.0%, and 6.2% for the S= 2.5D, 4D, 6D, and 8D respectively. The improvement factor, for different spacing between stone columns was greater in creep settlement than in primary settlement, the difference was 0.151, 0.098, 0.055, and 0.039 in case of floating conditions and in case of end-bearing conditions were 0.065, 0.084, 0.080, and 0.047 for the S= 2.5D, 4D, 6D, and 8D respectively. The horizontal displacement, for different spacing between stone columns shows a positive correlation with the spacing between stone columns, the reduction were 55.3%, 34.7%, 15.6%, and 5.3% in case of floating conditions and in case of end-bearing conditions were 52.4%, 41.2%, 26.5%, and 18.1% for the S= 2.5D, 4D, 6D, and 8D respectivley. The vertical stress shows a positive correlation with spacing between stone columns both in the case of floating and end-bearing conditions. The shear parameters of the three types of soils, A, B, and C shows the trivial difference in its effect on the creep settlement under embankment in the case of floating stone column the reduction factors were 19.4%, 16.5%, and 17.8% for the soils A, B, and C respectively, while in case of end-bearing stone columns the shear parameters show a positive correlation with the creep settlement under the embankment, the reduction factors were 9.4%, 10.8%, and 13.0% for the soils A, B, and C respectively. The improvement factor, for the three soils A, B, and C, in floating and end-bearing stone columns was greater in creep settlement than in primary settlement, the difference were 0.149, 0.198, and 0.139 in case of floating conditions and in case of end-bearing conditions were 0.065, 0.065, and 0.063 for the soils A, B, and C respectively. The floating and end-bearing stone columns' horizontal displacement in soils A, B, and C show a negative correlation with the shear parameters, the reduction was 55.3%, 31.1%, and 54.0% in case of floating conditions and in case of end- bearing conditions were 53.5%, 26.5%, and 14.8% for soils A, B, and C respectively. The vertical stress in both floating and end-bearing stone columns shows the same pattern of stress distribution on the soil under embankment for soils A, B, and C respectively.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب