تحلیل استاتیکی و شبه استاتیکی تاثیر ستون های سنگی در پایداری شیب خاکیِ واقع بر خاک رسی نرم

نویسنده

دانشگاه رازی

چکیده

در این مقاله روش های تفاضل محدود و تعادل حدی جهت تعیین ضریب اطمینانِ یک خاکریزِ واقع بر خاک رس نرم مورد استفاده قرار گرفته است به طوری که خاک رس نرم توسط ستون های سنگی تقویت شده است. افزایش ظرفیت باربری خاک رس همراه با تقویت آن توسط ستون های سنگی، بدیهی است اما تاثیر آن بر ضریب اطمینان خاکریز واقع بر آن موضوع جدیدی است که در این مقاله مورد توجه قرار گرفته است. در واقع با اصلاح خاک رسی نرم توسط ستون های سنگی نه تنها ظرفیت باربری آن  بهبود پیدا می کند بلکه می توان خاکریزی بر روی آن احداث کرد که ضریب اطمنان آن در مقابل لغزش های عمیق افزایش می یابد. در این مقاله تغییرات تعداد ستون های سنگی، ضخامت ستون های سنگی و فاصله ی ستون های سنگی از یکدیگر در حالت های استاتیکی و شبه استاتیکی در نظر گرفته شده است. نتایج هر یک از حالت ها در نمودار های مجزایی ترسیم شده است که می تواند برای پروژه های مختلف مهندسی مورد استفاده قرار گیرد. خاک رس، اشباع در نظر گرفته شده است و طراحی ستون های سنگی در خاک رس، علاوه بر افزایش ظرفیت باربری خاک رس، موجب بهبود ضریب اطمینان در خاکریز واقع بر آن می شود. تقویت خاک رس نرم با استفاده از ستون سنگی و به دنبال آن افزایش ضریب اطمینان خاکریز واقع بر آن، از راههای مطمئن و اقتصادی است که نتایج حاصل از تحلیل انجام شده، تایید کننده ی آن است. نتایج حاصل شده از دو روش تفاضل محدود و تعادل حدی، نتایج قابل قبولی می دهند که تایید کننده ی یکدیگر نیز هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

mmmmmmmmmmmmmmmm

 

[1] Han, J., Leshchinsky, D. (2006). “Stability analyses of geosynthetic-reinforced earth structures using limit equilibrium and numerical methods”. Proceedings of the 8th International Geosynthetics Conference, 18–22 September, Yokohama, Japan, pp. 1347–1350.

[2] Cheng, Y.M., Lau, C.K. (2008). “Slope Stability Analysis and Stabilization: New Methods and Insight”. Routledge, UK.

[3] Dawson, E.M., Roth, W.H., Drescher, A. (1999). “Slope stability analysis by strength reduction”. Geotechnique, 49 (6), pp. 835–840.

[4] Cala, M., Flisiak, J. (2001). “Slope stability analysis with FLAC and limit equilibrium methods”. In: Bilaux, Rachez, Detournay, Hart (Eds.), FLAC and Numerical Modelling in Geomechanics, A.A. Balkema Publishers, pp. 111–114.

[5] Han, J., Leshchinsky, D., Shao, Y. (2002). “Influence of tensile stiffness of geosynthetic reinforcements on performance of reinforced slopes”. In: Delmas, Gourc, Girard (Eds.), Proceedings of Geosynthetics – 7th ICG. Swets & Zeitlinger, Lisse, pp. 197–200.

[6] Cala, M., Flisiak, J. (2003a). Complex geology slope stability analysis by shear strength reduction. In: Brummer, Andrieux, Detournay, Hart (Eds.), FLAC and Numerical Modelling in Geomechanics. A.A. Balkema Publishers, pp. 99–102.

[7] Cala, M., Flisiak, J. (2003b). “Slope stability analysis with numerical and limit equilibrium methods”. In: Burczynski, Fedelinski, Majchrzak (Eds.), Computer Methods in Mechanics. CMM-2003.

[8] Shukha, R., Baker, R. (2003). “Mesh geometry effects on slope stability calculation by FLAC strength reduction method – linear and non-linear failure criteria”. In: Brummer, Andrieux, Detournay, Hart (Eds.), FLAC and Numerical Modelling in Geomechanics. A.A. Balkema Publishers, pp. 109–116.

[9] Han, J., Leshchinsky, D. (2004). “Limit equilibrium and continuum mechanics-based numerical methods for analyzing stability of MSE walls”. Proceedings of the 17th Engineering Mechanics Conference, ASCE, University of Delaware, Newark, Delaware, USA, June 13–16.

[10] Han, J., Sheth, A.R., Porbaha, A., Shen, S.L. (2004). “Numerical analysis of embankment stability over deep mixed foundations”. ASCE Geotechnical Special Publication No. 126: Geotechnical Engineering for Transportation Projects, GeoTrans 2004, ASCE, Los Angles, California, USA, July 26–31, pp. 1385–1394.

[11] Richards, K.S., Reddy, K.R. (2005). Slope failure of embankment dam under extreme flooding conditions: comparison of limit equilibrium and continuum models. Proceedings of the Geo-Frontiers 2005 Conference, ASCE, Austin, Texas.

[12] Apuani, T., Corazzatob, C., Cancelli, A., Tibaldi, A. (2005). “Stability of a collapsing volcano (Stromboli, Italy): limit equilibrium analysis and numerical modeling”. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 144 (1–4), pp. 191–210.

[13] Han, J., Parsons, R.J., Sheth, A.R., Huang, J. (2005). “Factors of safety against deep-seated failure of embankments over deep mixed columns”. Proceedings of Deep Mixing 2005 Conference, Sweden, Vol. 1.2, pp. 231–236. May 23–25.

[14] Won, J., You, K., Jeong, S., Kim, S. (2005). “Coupled effects in stability analysis of pile–slope systems”. Computers and Geotechnics 32 (4), pp. 304–315.

[15] Han, J., Hong, Z.S., Shen, S.L. (2008). “Stability of levees over soft soil improved by deep mixing technology. GeoCongress 2008: Geosustainability and Geohazard Mitigation”. ASCE, pp. 716–723.

[16] Sun, J., Tian, X., Guan, X., Yu, Y., Yang, X. (2008). “Stability analysis for loosened rock slope of Jinyang Grand Buddha in Taiyuan, China”. Earth Science Frontiers, 15 (4), 227–238.

[17] Srivastava, A., Sivakumar Babu, G.L. (2009). “Effect of soil variability on the bearing capacity of clay and in slope stability problems”. Engineering Geology 108 (1–2), pp. 142–152.

[18] Dawson, E.M., Roth,W.H. (1999). “Slope Stability Analysiswith FLAC, In FLAC and Numerical Modeling in Geomechanics”. In: Detournay, C., Hart, R. (Eds.), Proceedings of the International FLAC Symposiumon Numerical Modeling in Geomechanics, Minneapolis, Minnesota, September 1999, A. A. Balkema, Rotterdam, pp. 3–9.

[19] Itasca Consulting Group, Inc. (2006). FLAC/Slope User's Guide, Version 5.0. 84p.

[20] Abusharar, S.W., Han, J. (2011). “Two-dimensional deep-seated slope stability analysis of embankments over stone column-improved soft clay”, Engineering Geology, 120, pp.103-110.

[21] Hughes, J.M.O., Withers, N.J., Greenwood, D.A. (1975). “A field trial of the reinforcing effect of a stone column in soil. Geotechnique”. 25 (1), pp. 31–44.

[22] McKenna, J.M., Eyre, W.A., Wolstenholme, D.R. (1975). “Performance of an embankment supported by stone columns in soft ground”. Geotechnique, 25 (1), pp. 51–59.

 

[23] Rathgeb, E., Kutzner, C. (1975). “Some applications of the vibro-replacement process”. Geotechnique, 25 (1), pp. 45–50.

[24] Aboshi, H., Ichimoto, E., Harada, Y., Enoki, M. (1979). “The compozer, a method to improve characteristics of soft clays by inclusion of large diameter sand columns”. Proc. of 1st Int. Conf. on Soil Reinforcement, Paris, 1, pp. 211–216.

[25] Datye, K.R., Nagaraju, S.S. (1981). “Design approach and field control for stone columns”. Proc. of 10th Int. Conf. on SMFE, Stockholm, 3, pp. 637–640.

[26] Bergado, D.T., Panichayatum, B., Sampaco, C.L., Miura, N. (1988). “Reinforcement of soft Bangkok clay using granular piles”. Int. Geotech. Symp. on Theory and Practice of Earth Reinforcement, Kyushu, Japan, pp. 179–184.

[27] Bergado, D.T., Singh, N., Sim, S.H., Panichayatum, B., Sampaco, C.L., Balasubramaniam, A.S. (1990). “Improvement of soft Bangkok clay using vertical geotextile band drains compared with granular piles”. Geotextiles and Geomembranes, 9 (3), pp. 203–231.

[28] Christoulas, S., Giannaros, C., Tsiambaos, G. (1997). “Stabilization of embankment foundations by using stone columns”. Geotechnical and Geological Engineering, 15 (3), pp. 247–258.

[29] Cooper, M.R., Rose, A.N. (1999). “Stone column support for an embankment on deep alluvial soils”. Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Geotechnical Engineering, 37 (1), 15–25.

[30] Priebe, H.J. (1995). “The design of vibro replacement”. Ground Engineering, 28 (12), pp. 31–37.

[31] Han, J., Ye, S.L. (2001). “A simplified method for computing consolidation rate of stone column reinforced foundations”. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, 127 (7), pp. 597–603.

[32] Zhang, Z., Han, J., Ye, G. (2014). “Numerical investigation on factors for deep-seated slope stability of stone column-supported embankments over soft clay”. Engineering Geology, V. 168, pp. 104-113.

[33] Sari, W., Abusharar, J.H. (2011). “Two-dimensional deep-seated slope stability analysis of embankments over stone column-improved soft clay”. Engineering Geology, V, 120, Issues 1–4, pp. 103-110.

[34] Hassen, G., Gueguin, M., Buhan, P. (2013). “A homogenization approach for assessing the yield strength properties of stone column reinforced soils”. European Journal of Mechanics - A/Solids, V. 37, pp. 266-280.

[35] Deb, K., Dhar, A. (2011). “Optimum design of stone column-improved soft soil using multiobjective optimization technique”. Computers and Geotechnics, 38(1), pp. 50-57.

[36] Deb, K., Mohapatra, S.R. (2013) “Analysis of stone column-supported geosynthetic-reinforced embankments”. Applied Mathematical Modelling, 37(5), pp. 2943-2960.

[37] Ambily, A.P., Gandhi, S.R. (2007). “Behavior of stone columns based on experimental and FEM analysis”. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 133 (4), pp. 405–415.