چکیده
مسئله ظرفیت باربری پیهای نواری بر روی شیروانی ماسهای موجب جلبتوجه بسیاری از محققان شده است. برخی از تحقیقات به بررسی بهبود روشهای محاسبات ظرفیت باربری پرداخته و تحقیقات دیگر در پی بهبود پایداری شیروانی نگهدارنده پی بودهاند. جهت بررسی این مسئله، آزمایشهای بارگذاری صفحهای بر روی یک مدل پی نواری با ابعاد معادل با 50mm انجامشدهاند. اثرات وزن مخصوص نسبی ماسه، محصورشدگی عناصر تقویتی و فاصله لبهای شالوده، موردمطالعه قرارگرفتهاند. این تحقیق نشان میدهد که بهبود ظرفیت باربری یک پی نواری واقع بر شیروانی ماسهای مسلح بستگی به عمق لایه مسلح شده، وزن مخصوص نسبی ماسه و فاصله لبهای از پی دارد. مقایسه میان نتایج بهدستآمده از آزمایشها بر روی شیروانی ماسهای مسلح نشده و مقادیر محاسبهشده حاصل از راهحلهای فرم بسته منتشرشده، انجامشده است. همچنین، ضرایب ظرفیت باربری (N_γq) پیهای نواری بر روی شیروانی ماسهای مسلح، محاسبهشدهاند.
مدل آزمایشگاهی
مخزن خاک که شامل ماسه و مدل پی است، به شکل متوازی الاضلاع و ابعاد 2.0 متر در 6 متر و 0.62 ارتفاع است. یکی از دیواره های گوشه مخزن خاک از شیشه شفاف جهت مشاهده مدل های پی در طی انجام آزمایش ساخته شده است. دیوار های دیگر این مخز خاک از ورق های فولادی ساخته شده اند. جهت حداقل کردن اصطکاک در امتداد دیواره ها، ورق های میلار به صورت پوشش برای این دیواره ها مورد استفاده قرار گرفته اند. یک مدل پی نواری از یک ورق فولادی ساخته شده و همراه با یک شکاف در مرکز وجه فوقانی جهت قرارگیری توپ باربر قرار گرفته است. پی به طول 580mm، عرض (B) 50mm و ضخامت 15mm است.
یک ماده تقویت کننده ژئوتکستایل غیر پشمی در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته است. ژئوتکستایل به ضخامت 3.5mm تحت فشار 2 Kn/m^2 (ASTM D-5199)، وزن الیاف 350 g/m^2 (ASTM D-5261)، نفوذ پذیری 0.25 cm/s (ASTM D-4491) و ضریب انتقال 200 L/M/H تحت فشار 2 Kn/m^2 است. ماسه به صورت دارای اندازه متوسط تا درشت بوده است. قطر موثر ماسه به میزان 0.14mm بوده است در حالی که ضریب یکنواختی آن 4.55 است. چگالی ویژه ذرات ماسه 2.64، حداقل وزن واحد خشک ماسه 16.70 (ASTM D-4254) و حداکثر وزن خشک واحد ماسه 18.74 KN/m^3 (ASTM D-4253) است. درصد رطوبت بهینه 10% (ASTM D-698) است. ماسه در داخل مخزن در چگالی های نسبی مختلف با ریختن وزن طراحی شده ماسه در حجم مشخصی از مخزن شکل گرفته است. پی بر روی سطح فوقانی خاک شکل گرفته به نحوی قرار گرفته است که طول پی در برگیرنده عرض کل مخزن باشد. بار به صورت تدریجی با استفاده از ماشین بارگذاری به وسیله حلقه اندازه گیری کالیبره شده، اعمال شدهاست. هر نوبت افزایش بار به صورت ثابت تا زمانی که نرخ نشست پی به میزان کمتر از 0.002 mm/min برای سه قرائت پی در پی برسد، نگه داشته شده است. نشست پی ها با استفاده از دو گیج عددی با دقت 0.01mm اندازه گیری شده اند. پس از تکمیل هر آزمایش، خاک به صورت دقیق از مخزن برداشته شده و ژئوتکستایل به صورت چشمی در هر نوبت از گسیختگی مورد بررسی قرار گرفته است. باید توجه داشت که عرض و عمق مخزن خاک شش برابر بزرگتر از عرض پی است، بنابراین اثرات مرز مخزن بر روی نتایج آزمایش حائز اهمیت نبودند. جهت کسب جزئیات بیشتر در مورد شکل گیری ماشه و فرآیند بارگذاری، به تحقیق اومر (2006) مراجعه کنید.
