مطالعه آزمایشگاهی تاثیر نسبت تمرکز تنش در مقاومت برشی بستر ماسه ای مسلح شده با ستون سنگی

نسبت تمرکز تنش(n) یکی از پارامترهای مهم در امر بهسازی زمین به روش ستون سنگی است. مقدار نسبت تمرکز تنش (n) که به صورت نسبت تنش وارد بر ستون سنگی به تنش وارد بر توده خاک اطراف تعریف می شود. در این مقاله نتایج حاصل از بررسی آزمایشگاهی به منظور بررسی تغییرات نسبت تمرکز تنش در هنگام اعمال بارهای قایم و برشی هم زمان استفاده شده است. برای مدل سازی فیزیکی از دستگاه برش مستقیم بزرگ با ابعاد 305×305 میلی متر و ارتفاع 152.4 استفاده شده است. برای محاسبه میزان تنش وارد بر ستون های سنگی و خاک اطراف از لودسل های مینیاتوری استفاده شده است. آزمایش ها در سه آرایش قرارگیری ستون سنگی شامل آرایش منفرد و مثلث و مربعی، در سه نسبت ناحیه اصلاح شده 4/8 و 12 و 4/16 درصد و 3 سربار قایم 55 و 75 و 100 کیلوپاسکال انجام شد. در ساخت بستر و ستون سنگی به ترتیب از ماسه سست و سنگ شکسته استفاده شده است. نتایج نشان می دهد نسبت تمرکز تنش با افزایش قطر ستون سنگی و تنش قایم کاهش می یابد و هم چنین نسبت تمرکز تنش در آرایش مربع دارای بیش ترین و در آرایش منفرد دارای کم ترین مقدار است. در تمامی آرایش های قرارگیری ستون سنگی مقدار نسبت تمرکز تنش تا میزان جابه جایی افقی برابر 2 تا 3 میلی افزایش و بعد از آن با افزایش جابه جایی افقی مقدار نسبت تمرکز تنش کاهش می یابد و تقریبا به مقدار ثابتی می رسد. مقایسه پارامترهای برشی معادل به دست آمده از نتایج آزمایش و روابط تحلیلی در حالت ها نسبت تمرکز تنش برابر با 1 و نسبت تمرکز تنش واقعی بدست آمده از نتایج آزمایش ها بیان گر آن است که مقادیر پارامترهای مقاومت برشی معادل حاصل از نتایج آزمایش ها بیش تر از مقادیر حاصل از روابط تحلیلی است. هم چنین در نظر گرفتن نسبت تمرکز تنش برابر با 1 در محاسبات پارامترهای مقاومت برشی محافظه کارانه است و محاسبه پارامترهای مقاومت برشی معادل واقعی باید بر اساس نسبت واقعی تمرکز تنش محاسبه شود.