بررسی آزمایشگاهی ظرفیت بیرون‌کشیدگی مهارهای صفحه‌ای دایره‌ای مدفون در عمق کم در خاک‌های دانه‌ای بهسازی شده با ژئوسل و ژئوتکستایل

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
مهدی اصغرزاده 1
میکائیل یوسف زاده 2
محمد رضا عطرچیان 3
میثم بیات 4
1 دانشجوی دکتری، گروه عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
2 دانشیار، گروه عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
3 استادیار، گروه عمران، واحد زنجان، دانشگاه آزاد اسلامی، زنجان، ایران
4 استادیار، گروه عمران، واحد نجف‌ آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران
10.22119/jte.2022.364323.2623
چکیده
در این تحقیق آزمایشگاهی، با استفاده از یک مدل فیزیکی رفتار مهارها با صفحات افقی انتهایی در عمق­های کم مورد بررسی واقع شده است. در این تحقیق اثر عوامل مختلف از جمله، عمق مدفون صفحه انتهایی، قطر صفحه انتهایی، جنس خاک، وجود ژئوسل و ژئوتکستایل مورد بررسی واقع شده است. بر اساس منحنی بار – جابجایی بدست آمده در آزمایش­ها، نتایج مورد بررسی واقع شده است. نتایج این تحقیق نشان می­دهد که مکانیزم گسیختگی و منحنی بار – جابجایی بدست آمده تابعی از شرایط موجود در آزمایش است. بعنوان مثال فرم منحنی بار – جابجایی در زمان وجود ژئوسل و ژئوتکستایل با حالت معمول (بدون ژئوسل و ژئوتکستایل) کاملا متفاوت است. از طرف دیگر نتایج نشان می­دهد که مقدار ماکزیمم نیروی روبه بالای بدست آمده برای حالت معمول تابعی از قطر صفحه و عمق مدفون است، بطوریکه با افزایش قطر و عمق صفحه مقدار آن افزایش می­یابد. در حالت عمق صفحه برابر با 50 سانتیمتر، افزایش قطر صفحه از 4 تا 20 سانتیمتر باعث افزایش مقدار ماکزیمم نیروی رو به بالا از 700 تا 3440 نیوتن شده است.  اگر چه اثر عمق در زمان وجود ژئوسل و ژئوتکستایل بر روی نتایج خیلی مهم­تر است. نتایج بدست آمده بر روی خاک­های مختلف آزمایش شده نشان می­دهد که نیروی بیرون­کشی مهار تابعی از پارامترای مقاومت برشی خاک است. افزایش زاویه اصطکاک ماسه از 29 تا 37 درجه باعث افزایش 75 درصدی مقدار نیرو در حالت صفحه با قطر 20 سانتیمتر و عمق 50 سانتیمتر شده است. نتایج حاکی از آن است که با افزایش عمق و قطر صفحه، اثر ماسه بر روی مقدار ماکزیمم نیروی بیرون­کشیدگی افزایش یافته است. نتایج نشان می­دهد، با اضافه شدن یک لایه ژئوسل یا ژئوتکستایل، مقدار نیروی بیرون کشیدگی مهارها افزایش قابل توجهی دارد و ترکیب دو لایه ژئوسل و ژئوتکستایل باعث افزایش چشمگیری در مقدار نیروی بیرون کشیدگی مهارها می­شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Laboratory Investigation of the Pull-out Capacity of Circular Plate Anchor Buried at a Shallow Depth in Granular Soils Improved with Geocell and Geotextile

نویسندگان English

Mehdi Aliasgharzadeh 1
Mikaeil Yosefzadeh 2
Mohammadreza Atrchian 3
Meysam Bayat 4
1 Ph.D. student, Department of Civil Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
2 Associate Professor, Department of Civil Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
3 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Zanjan Branch, Islamic Azad University, Zanjan, Iran
4 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
چکیده English

In the current study, using a physical model, the behaviour of anchors with horizontal end plates at shallow depths has been investigated. In this research, the effect of various factors such as the buried depth of the end plate, the diameter of the end plate, the type of soil, and the geocell and geotextile have been investigated. Based on the load-displacement curve obtained in the experiments, the results have been investigated. The results show that the rupture mechanism and the obtained load-displacement curve are a function of the conditions in the tests. For example, the shape of the load-displacement curve when there are geocells and geotextiles is completely different from the normal state (without geocells and geotextiles). On the other hand, the results show that the maximum value of the upward force obtained for the normal state is a function of the diameter of the plate and the buried depth so that its value increases with the increase of the diameter and depth of the plate. The effect of depth is much more important in the presence of geocell and geotextile on the results. The results obtained on different tested soils show that the pull-out force of the anchor is a function of the shear resistance parameters of the soil. As the sand friction angle increases, the force has increased. The results indicate that with the increase in the depth and diameter of the plate, the effect of sand on the maximum pullout force has increased. The results show that with the addition of a layer of geocell or geotextile, the tensile force of anchors increases significantly, and the combination of two layers of geocell and geotextile causes a significant increase in the pull-out Capacity.

کلیدواژه‌ها English

Anchor
pullout
physical modelling
sand
geocell
geotextile
  • Al Salami, H. N., & Aziz, L. J. (2021). Performance improvement of vertical anchor plates in sandy soil by using geogrid reinforcement. Journal of Physics: Conference Series, 1973(1), 12198. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1973/1/012198

 

  • Ali, Z. S., & Aziz, L. J. (2021). Investigating the Pull-out Capacity of a Horizontal Plate Anchor Embedded in Sandy Soil. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1094(1), 012048. https://doi.org/10.1088/1757-899x/1094/1/012048

 

  • Choudhary, A. K., & Dash, S. K. (2018). Pull-out behaviour of vertical plate anchor in granular soil. Proceedings of the Institution of Civil Engineers: Geotechnical Engineering, 171(5), 379–390. https://doi.org/10.1680/jgeen.17.00174

 

  • Choudhary, A. K., Pandit, B., & Babu, G. L. S. (2019). Uplift capacity of horizontal anchor plate in geocell reinforced sand. Geotextiles and Geomembranes, 47(2), 203–216. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2018.12.009

 

  • Consoli, N. C., Thomé, A., Girardello, V., & Ruver, C. A. (2012). Uplift behavior of plates embedded in fiber-reinforced cement stabilized backfill. Geotextiles and Geomembranes, 35, 107–111. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2012.09.002

 

  • Dash, S. K., & Choudhary, A. K. (2019). Pullout Behavior of Geocell-Reinforced Vertical Plate Anchors under Lateral Loading. International Journal of Geomechanics, 19(8), 1–13. https://doi.org/10.1061/(asce)gm.1943-5622.0001452

 

  • El Sawwaf, M., & Nazir, A. (2006). The effect of soil reinforcement on pullout resistance of an existing vertical anchor plate in sand. Computers and Geotechnics, 33(3), 167–176. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2006.04.001

 

  • Ilamparuthi, K., & Dickin, E. A. (2001). Predictions of the uplift response of model belled piles in geogrid-cell-reinforced sand. Geotextiles and Geomembranes, 19(2), 89–109. https://doi.org/10.1016/S0266-1144(00)00011-X

 

  • Ilamparuthi, K., & Muthukrishnaiah, K. (1999). Anchors in sand bed: Delineation of rupture surface. Ocean Engineering, 26(12), 1249–1273. https://doi.org/10.1016/S0029-8018(98)00034-1

 

  • labib, aliyeh, & Bgheripour, M. H. (2021). investigation and experimental comparison of geogrid and gridanchor pullout resitance for sandy soil. Modares Civil Engineering Journal, 21(6). http://mcej.modares.ac.ir/article-16-50143-fa.html

 

  • Mohammad Alinejad, R., Bayat, M., Nadi, B., & Pakbaz, M. S. (2021). Response of pile group adjacent to a slope crest under static axial loading. Arabian Journal of Geosciences, 14(23), 1–12. https://doi.org/10.1007/s12517-021-09123-7

 

  • Motallebiyan, A., Bayat, M., & Nadi, B. (2020). Analyzing the Effects of Soil-Structure Interactions on the Static Response of Onshore Wind Turbine Foundations Using Finite Element Method. Civil Engineering Infrastructures Journal, 53(1), 189–205. https://doi.org/10.22059/ceij.2020.281914.1586

 

  • Niroumand, H., Kassim, K. A., & Nazir, R. (2013). The influence of soil reinforcement on the uplift response of symmetrical anchor plate embedded in sand. Measurement: Journal of the International Measurement Confederation, 46(8), 2608–2629. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2013.04.072

 

  • Srinivasan, V., Ghosh, P., & Santhoshkumar, G. (2020). Experimental and Numerical Analysis of Interacting Circular Plate Anchors Embedded in Homogeneous and Layered Cohesionless Soil. International Journal of Civil Engineering, 18(2), 231–244. https://doi.org/10.1007/s40999-019-00441-2

 

  • Yang, M., Ai, Z., & Deng, B. (2020). Experimental and Analytical Study on Uplift Loading Capacity of Strip Plate Anchors Near Sand Slope. International Journal of Geomechanics, 20(1), 1–13. https://doi.org/10.1061/(asce)gm.1943-5622.0001528

 

  • Yu, L., Liu, J., Kong, X. J., & Hu, Y. (2011). Numerical study on plate anchor stability in clay. Geotechnique, 61(3), 235–246. https://doi.org/10.1680/geot.8.P.071

  • تاریخ دریافت 11 مهر 1401
  • تاریخ بازنگری 06 آذر 1401
  • تاریخ پذیرش 07 آذر 1401