| فنی،مدیریتی،حقوقی| اعتبار،چابکی،پاسخگویی|

بررسی عددی تأثیر مسلح‌سازی با ژئوگرید بر ظرفیت باربری پی‌های نواری سطحی مستقر بر خاک‌های ماسه‌ای

10.22034/cpj.2026.590970.1460

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 03 مرداد 1405

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی و استادیار گروه عمران، دانشکده فنی و مهدسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شبستر، شبستر، ایران

2 عضو هیات علمی و استادیار گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شبستر، شبستر، ایران

چکیده
ژئوگریدها از جمله مواد ژئوسنتتیک پرکاربرد هستند که به منظور تقویت سازه‌های خاکی و بهبود عملکرد مکانیکی آن‌ها به کار می‌روند. خاک‌های فاقد چسبندگی، مقاومت کششی ناچیزی دارند و تحت بارگذاری در معرض گسیختگی برشی قرار می‌گیرند؛ در حالی که ژئوگریدها مقاومت کششی بالایی داشته و با ایجاد قفل‌شدگی و اثر غشایی، قادرند تنش‌ها را در ناحیه وسیع‌تری از جرم خاک بازتوزیع کنند. این مقاله به بررسی عددی ظرفیت باربری پی نواری سطحی بر خاک ماسه‌ای مسلح‌شده با ژئوگرید پرداخته است. مطالعه پارامتریک با استفاده از تحلیل اجزای محدود به منظور ارزیابی تأثیر پارامترهای آرایش ژئوگرید (نسبت عمق ژئوگرید u/B و نسبت عرض ژئوگرید b/B) انجام گرفت. فاصله عمودی اولین لایه ژئوگرید نسبت به عرض پی (u/B) بین 0.25 تا 1.0 و نسبت عرض ژئوگرید (b/B) در بازه 1.0 تا 15.0 بررسی شد. شاخص کارایی مسلح‌سازی با عدد بی‌بعد نسبت ظرفیت باربری (BCR) که نسبت ظرفیت باربری نهایی خاک مسلح به خاک بدون ژئوگرید است، محاسبه گردید. نتایج عددی نشان داد که نصب لایه‌های ژئوگرید ظرفیت باربری پی بر خاک ماسه‌ای را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد؛ اما نرخ افزایش پس از عبور از حدود آستانه‌ای، به صورت مجانبی کاهش می‌یابد. عرض بهینه ژئوگرید حدود 1.75 تا 2 برابر عرض پی تعیین شد (b/B ≈ 1.75–2.0) و افزایش بیشتر عرض ژئوگرید تأثیر محسوسی بر ظرفیت باربری نهایی ندارد. همچنین کارایی مسلح‌سازی با افزایش عمق اولین لایه ژئوگرید (u/B) از مقدار بحرانی، رو به کاهش می‌گذارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Numerical Investigation of the Influence of Geogrid Reinforcement on the Bearing Capacity of Shallow Strip Foundations on Sandy Soils

نویسندگان English

farhad pirmohammadi alishah 1
Mehdi Mohammadrezaie 2
1 Department of Civil Engineering, Shab.C., Islamic Azad University, Shabestar, Iran
2 Department of Civil Engineering, Shab.C., Islamic Azad University, Shabestar, Iran
چکیده English

Geogrids are widely utilized geosynthetic materials designed to reinforce soil structures and enhance their mechanical performance. While cohesionless soils exhibit minimal tensile strength and are prone to shear failure under loading, geogrids possess high tensile strength, enabling them to redistribute stresses across a wider zone within the soil mass through interlocking and membrane mechanisms. This paper presents a numerical investigation into the bearing capacity of a shallow strip foundation on geogrid-reinforced sandy soil. A parametric study was conducted using finite element analysis to evaluate the influence of reinforcement layout parameters, specifically focusing on the normalized geogrid depth ((u/B)) and normalized geogrid width ((b/B)). The vertical spacing of the first geogrid layer relative to the foundation width ((u/B)) was varied between (0.25) and (1.0), while the normalized geogrid width ((b/B)) was investigated in the range of (1.0) to (15.0). The reinforcement efficiency was quantified using the non-dimensional Bearing Capacity Ratio ((BCR)), defined as the ratio of the ultimate bearing capacity of the reinforced soil to that of the unreinforced counterpart. The numerical results demonstrate that the installation of geogrid layers significantly enhances the bearing capacity of the sandy soil. However, the improvement rate diminishes asymptotically beyond certain threshold limits. The optimum reinforcement width was determined to be approximately (1.75) to (2.0) times the foundation width ((b/B \approx 1.75)–(2.0)). Beyond this optimal geometry, further increasing the width yields negligible increases in the ultimate bearing capacity. Similarly, the effectiveness of the reinforcement decreases as the depth of the first layer ((u/B)) increases beyond the critical threshold.

کلیدواژه‌ها English

  • Geogrid reinforcement
  • Bearing capacity
  • Strip foundation
  • Sandy soil
  • Finite element analysis (FEA)
  • ABAQUS
  • تاریخ دریافت 19 تیر 1405
  • تاریخ بازنگری 03 مرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 03 مرداد 1405
  • تاریخ اولین انتشار 03 مرداد 1405
  • تاریخ انتشار 03 مرداد 1405