التقدير العملي لميكانيكية نقل الأحمال لركائز نوع فرانكي في الترب الرملية والطينية

الباحث

عقيل رويح حسن

المشرف

محمود رشيد محمود - مكي كامل محسن

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة المدنية / الهندسة المدنية

الشهادة

ماجستير

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Franki piles;Load transfer;Sand and clay soils;Bearing capacity

تصنف ركائز فرانكي على أنها ركائز إزاحة كبيرة مصبوبة في الموقع بواسطة مزيج خرساني. تناولت هذه الدراسة العمل التجريبي لإنتاج نموذج صغير الحجم لركائز فرانكي في المختبر مشابه لعملية إنتاج واسعة النطاق في مجال نفس الطاقة التطبيقية. لقد تم استخدام هذه النماذج للتحقيق في سلوك ركائز فرانكي داخل التربة المختلفة، كما تم استخدام تربة غير متماسكة من أربع كثافات نسبية مختلفة مع اختلاف زوايا الاحتكاك الداخلي )70% و 50% و96 30 و 20% = (Dr والتي توصف بأنها رمال (مفككة جداء ومفككة، ومتوسطة:، وكثيفة) لدراسة قدرة تحمل احتكاك السطح والنهاية بشكل فردي. وكذلك تم استخدام التربة الطينية ذات مقاومة القص غير مبزول مختلفة Cu) -10 و 25 و 45 و 65 و 85) Kpa ، والتي توصف بأنها طينية (ضعيفة Adare clas ومتوسطة، ومتماسكة، وشديدة التماسك). كما تم الحصول على تربة رملية نظيفة وموحدة وتربة طينية من محافظة ذي قار كما تم فحص الحمل المشترك بين العمود والمحمل النهائي لنماذج ركائز فرانكي أثناء التحميل ، ثم تم فحص المحمل النهائي فقط لنماذج ركائز فرانكي لنفس نموذج التربة. لتحديد قدرة التحمل القصوى لركائز فرانكي في التربة غير المتماسكة ، أجريت أبحاث تجريبية لتحديد معامل الاحتكاك الجانبي k,tand وعامل التحمل (Nq) لقد تم اختبار نماذج الركائز labs للمواصفة كر 45123/1-101143-07. لقد أظهرت النتائج أن نسبة تحميل احتكاك العمود إلى الحمل الكلي الاقصى للكثافات النسبية (مفككة clap مفككة، claus gin وكثيفة) كانت (17، 15، 13 12) 96 على التوالي، في حين كانت نسبة سعة الحمولة للحمل النهائي إلى الحمل الكلي الاقصى )683 85، 87 88) 96 على التوالي . بالاضافة الى ذلك تم تحديد قدرات التحمل الكلي الاقصى من منحنيات تسوية الحمل لاختبارات التحميل المحوري ثم تم تفسيرها بطرق مختلفة لتحديد قدرة التحمل القصوى Sis طرق Davison و De Beer و Fuller Hoy و Butler Hoy (تقاطع المماس). تم الحصول على قدرة تحمل طرف الركيزة عن طريق الغاء الاحتكاك السطحي أثناء اختبار التحميل ، ثم عن طريق طرح السعة الإجمالية القصوى من السعة النهائية القصوى تم تحديد قدرة احتكاك السطح القصوى. من خلال تبني نظريات قدرة التحمل القصوى للركائز في التربة غير المتماسكة ، تم تحديد معامل التحمل النهائي (Nq) عامل معامل التحمل ومعامل الاحتكاك الجانبي (k,tand) مقابل زاوية الاحتكاك الداخلي (0). لقد أظهرت النتائج بأن زاوية آية عامل Ng للاحتكاك الداخلي تشير إلى اقتراب هامشي من النتائج التجريبية لطرق 10311550 و De Beer و Fuller و Hoy و Butler and Hoy وتزداد مع زيادة زاوية الاحتكاك الداخلي. أيضا ، يظهر معامل الاحتكاك الجانبي (kstand) زيادة مع زيادة زاوية الاحتكاك الداخلي (0). تظهر النتائج أنه في تكوين توسع في الجزء السفلي من ركائز فرانكي ، لا يتم تعبئة مقاومة الالتصاق السطحي بشكل كامل. وللتحقيق في قدرة الالتصاق لركائز فرانكي داخل التربة المتماسكة ، تم إجراء عمل تجريبي لتحديد عامل الالتصاق. كما تم إجراء النموذج المختبري لركيزة فرانكي بشكل مشابه لعملية الإنتاج واسعة النطاق في الحقل بنفس مدخلات الطاقة. تم فحص التربة المتماسكة ذات مقاومات القص غير مبزول مختلفة (85 و 65 و 45 و 25 و 10( Kpa سيشار إليها باسم )1 © و 2© و 3© و 4© و (CS على التوالي. لقد تم تقديم ترتيب أثناء الاختبار للتحقق من سعة السطح القصوى. تم تفسير نتائج اختبارات الحمل المحوري بطرق مختلفة لتحديد السعة القصوى لنماذج الركائز. تم اعتماد طريقة تقاطع المماس لدراسة قدرة الالتصاق القصوى وتم دراسة عامل الالتصاق لكل نموذج. كانت نسبة التحمل في السعة القصوى لركائز فرانكي في الترب الطينية GIS مقاومة القص الغير مبزول المختلفة لالتصاق العمود (58.5 ,48.7,60.8 ,44.4 ,44.5( 96 على التوالي ، بينما كانت نسبة المشاركة النهائية للتحمل إلى السعة القصوى (41.5 ,39.2 ,55.6,51.3 ,55.5( 9على التوالي. ومن خلال العمل التجريبي ، وجد أيضا بأن ركيزة فرانكي أكثر فعالية في التربة الحبيبية الرخوة، وتزداد فعاليتها عن طريق زيادة قوة القص غير المبزول C, في التربة المتماسكة. أيضا من خلال نتائج مشاركة الحمل المحوري المطبق على رأس الركيزة بين مقاومة عمود الركيزة ومقاومة طرف الركيزة ، تبين أنه بالنسبة للتربة الحبيبية ، فإن متوسط نسبة احتكاك العمود وقدرة التحمل النهائي إلى إجمالي المقاومة الكلية القصوى هو 9015 و 9085 على التوالي ، بينما بالنسبة لتربة التماسك ، فإن متوسط نسبة التصاق العمود وقدرة التحمل النهائية إلى إجمالي المقاومة الكلية النهائية هي 48 % و 52 % على التوالي.

Franki piles are classified as large displacement piles cast in place with a concrete mixture. This study dealt with the experimental work to produce a small-scale model of Franki piles at the laboratory similar to that of a full-scale production process in the field of the same applied energy. These models were used to investigate the behaviour of Franki piles within different soils. Cohesionless soils of four different relative densities with different angles of internal friction (Dr: 20%, 30%, 50% and 70%)which were described as very loose, loose, medium and dense sand ) were used to investigate ultimate end and skin friction bearing capacity individually. As well as clayey soil of different undrained shear strengths was used with (Cu: 10, 25, 45, 65 and 85(kPa, which is described as very soft, soft, medium, stiff and very stiff clay). Clean, uniform sandy soil and clayey soil were obtained from Thi-Qar Governorate.The sharing load between the shaft and the end bearing of the Franki pile models were investigated during loading, and then the end bearing only of the Franki pile models was checked for the same soil model. To determine the ultimate bearing capacity of Franki pile in cohesionless soils, experimental research was conducted to determine lateral friction coefficient (kstanδ) and bearing factor (Nq). The pile models were tested according to ASTM-D1143-07 procedure A. The results showed that the loading ratio of the shaft friction to total ultimate load for the relative densities (very loose, loose, medium and dense) were (17, 15, 13, 12) %, respectively, while the load capacity ratio for the end bearing to the total ultimate load was (83, 85, 87, 88) %, respectively. Ultimate total and end bearing capacities were determined from load-settlement curves of loading tests and then interpreted by various methods to determine the ultimate bearing capacity such as Davison, De Beer, Fuller Hoy, and Butler Hoy’s methods (Tangent intersection). The ultimate end bearing capacity was obtained by eliminating the skin friction during the loading test, and then by subtracting the ultimate total capacity from the ultimate end capacity ultimate skin friction capacity was determined. By adopting the theories of pile ultimate bearing capacity in cohesionless soils, the end bearing coefficient Nq factor and lateral friction coefficient (kstanδ) factor were determined versus the angle of internal friction (φ). The results demonstrate that the Nq factor verse angle of internal friction indicates a marginal close to the experimental results of Davisson, De Beer, Fuller, and Hoy and Butler and Hoy’s methods and increases with the increment of the angle of internal friction. Also, the coefficient of lateral friction (kstanδ) shows an increment with the increment of the angle of internal friction (φ). The results show that in the formation of a bulb at the bottom of Franki piles, skin adhesion resistance is not fully mobilized. To investigate the adhesion capacity of Franki piles within cohesive soils, experimental work was conducted to determine the adhesion factor. The laboratory model of the Franki pile was conducted similarly to the large-scale production process in the field with the same energy input. Cohesive soils of different shear strengths of Cu (10, 25, 45, 65 and 85) kPa were investigated; these will be referred to as (C1, C2, C3, C4 and C5), respectively. An arrangement was introduced during the test to investigate ultimate skin capacity. The results of the axial load tests have been interpreted in various ways to determine the ultimate capacity of the pile models. Tangent intersection methods were adopted to investigate ultimate adhesion capacity and adhesion factor was investigated for each model. The tolerance percentage ratio in the ultimate capacity of the Franke piles in clayey soils with different undrained shear strength (kPa) for the shaft adhesion were (58.5, 60.8, 48.7, 44.4, 44.5) % respectively, while the sharing ratio ultimate end bearing to the ultimate capacity was ( 41.5, 39.2, 51.3, 55.6, and 55.5) %, respectively Through experimental work, it has been found also that the Franki pile is more effective in loose granular soils and its effectiveness increases by increasing the undrained shear strength Cu in cohesive soils. Also through the results of sharing the axial load applied on the head of the pile between the pile shaft resistance and the pile tip resistance, it is shown that for granular soils the average ratio of shaft friction and end bearing capacity to the total ultimate total resistance is 15 % and 85 % respectively, while for cohesion soils the average ratio of shaft adhesion and end bearing capacity to the total ultimate total resistance are 52 % and 48 % , 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