اثر ستون های سخت بتنی برای خاک های روانگرای ساحلی
از نتایج زلزله های شدید، روانگرایی خاک باعث آسیب ها و گسیختگی های سازه ای شدیدی، به دلیل تغییرشکل های زیاد خاک و از دست رفتن مقاومت اینگونه خاک ها تحت بار لرزه ای می باشد. پیشرفت هایی در روش های بهسازی خاک برای کاهش ریسک روانگرایی و تغییرشکل های مربوط به آن به وجود آمدند. این روش های بهسازی شامل: روش اختلاط عمیق خاک، ستون های شنی، جت گروتینگ، سیمانی کردن و روش ستون های سخت می باشد. مطالعات محدود گزارش شده در ادبیات فنی مربوط به کارایی ستون های سخت بتنی در کاهش تغییرشکل های ناشی از روانگرایی انجام گردیده است. در این مقاله نتایج یک مطالعه عددی که اثر ستون های سخت بتنی در کاهش تغییرشکل ناشی از روانگرایی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این هدف، یک سری آنالیز عددی با استفاده از پکیج نرم افزاری اجزا محدود دوبعدی ژئواستادیو 2012 برای نسبت متفاوت مساحت جایگزینی و طول های ستون ها در نهشته مدنظر انجام گرفت. تاریخچه مورد دیوار وزنی کیسون در جزیره روکو از زلزله 1995 کوبه به عنوان پایه ای برای آنالیز و برای صحت سنجی مدل استفاده شد. نتایج نشان داد که تکنیک ستون های سخت بتنی در کاهش تغییرشکل های افقی و قائم دائمی ناشی از روانگرایی بک فیل ساحلی و فونداسیون و عملکرد بهتری برای سازه های ساحلی ایجاد میکند.
نسبت جایگزینی به کمی 5.5 درصد در خاک فونداسیون و یک نسبت جایگزینی حدود 2 درصد در بک فیل نتایج رضایت بخشی ایجاد کرد، به صورتیکه کاهش درصد تغییرمکان به 80 و 91 درصد به ترتیب برای تغییرشکل های افقی و قائم رسید.
برای چنین شرایط و موقعیتی، افزایش نسبت جایگزینی بیش از دو درصد در خاک بک فیل و افزایش طول منطقه بهسازی پشت دیوار تا طول بیشتر از 40 متر اثربخشی کمی ایجاد میکند.
تکنیک ستون های سخت بتنی زمانیکه طول ستون ها افزایش یابد تا تقریبا عمق لایه فونداسیون تا حداقل دو سوم عمق لایه بک فیل را بپوشاند بیشترین تاثیر را نشان دادند. شکل دو خلاصه ای از تغییرشکل های دائمی اندازه گیری شده لرزه ای در گوشه بالای سمت دریای دیوار کیسون برای سناریوهای مطالعه پارامتریک مورد های بهسازی را نشان میدهد.
شکل 1: تصویر شماتیک مدلسازی سیسم خاک دیوار بهسازی شده به وسیله ستون های سخت بتنی
شکل 2 :گوشه بالای سمت دریایی دیوار کیسون (a) تغییرشکل های دائمی (b) درصد کاهش تغییرشکل
