دراسة مخبرية وعدديّة لقدرة تحمّل التربة لأساس سطحي مستمر متوضّع على تربة متعدّدة الطبقات

مالك حسن, ولاء حلوم

Abstract


إنّ التربة في الطبيعية تتوضّع غالباً على شكل طبقات، حيث أنّه يمكن بشكل عام افتراض أنّ التربة ضمن كل طبقة متجانسة، ولكن للطبقات المتجاورة تكون خواص التربة ومقاومتها مختلفة. في حال توضّع أساس على سطح تربة متعدّدة الطبقات وكانت الطبقة العليا ذات سماكة كبيرة نسبياً مقارنةً بعرض الأساس، عندها يمكن حساب قدرة تحمّل التربة بشكل مقبول اعتماداً على الطرق النظرية لقدرة تحمّل التربة. ولكن في حال كانت السماكة صغيرة نسبياً مقارنةً بعرض الأساس، فإنّه لن يكون من المناسب استخدام الطرق النظريّة التقليديّة.

تمّ في هذا البحث محاولة حساب قدرة تحمّل التربة والهبوط لأساس يخضع لحمولة مركزية شاقولية ومرتكز على تربة متعدّدة الطبقات وذلك من خلال نماذج مخبريّة لأساس دائري متوضّع على تربة مكوّنة من عدّة طبقات و كذلك من خلال استخدام طريقة العناصر المنتهية (FEM) لحساب قدرة تحمّل التربة لأساس مستمر على تربة مكوّنة من طبقة واحدة وتربة مكوّنة من طبقتين (رمل و غضار), ومن أجل دراسة تأثير عوامل متعدّدة على قدرة تحمّل التربة تمّ استخدام برنامج (PLAXIS V.8.6)، حيث تمّ نمذجة سلوك التربة المرن -اللدن من خلال قانون مور-كولومب (MC). من أجل حالة التربة المتجانسة أعطت مقارنة نتائج التجارب المخبريّة مع نتائج التحليل العددي ونتائج العلاقة النظرية تقارباً مقبولا.ً ومن أجل حالة نموذج تربة مكوّنة من طبقتين (طبقة ضعيفة من غضار طري فوق طبقة قوية من رمل مرتص ) تمّ إجراء دراسة متغيرات وأظهرت نتائج البحث أنّ قدرة تحمّل التربة تتناقص مع زيادة سماكة الطبقة الغضاريّة في حين أنّ الهبوط يزداد. وهناك عمق حرج لا يكون بعده تأثير للطبقة القويّة (الرمل) على قدرة تحمّل التربة وشكل موشور الانهيار.

Naturally occurring soils are often deposited in layers. Within each layer the soil may, typically, be assumed to be homogeneous, although the strength properties of adjacent layers are generally quite different. If a foundation is placed on the surface of a layered soil for which the thickness of the top layer is large compared with the width of the foundation, then realistic estimates of the bearing capacity may be obtained using conventional bearing capacity theory. however, this approach may not be appropriate, If the thickness of the top layer is not large compared to width of the footing.

In present investigation attempt has been made to study the bearing capacity and settlement characteristics of footings subjected to central vertical load and resting on layered soil with the help of model tests and with the application of finite element method (FEM) to calculate bearing capacity of a strip footing on one-layer and two-layer soil (Sand and Clay). To investigate the effect of various parameters on soil bearing Capacity a commercial finite element software, PLAXIS, has been used. Soil profile contains two soil types including sand and clay. Soil behavior is represented by the elasto-plastic Mohr-coulomb (MC) -model. For a one-layer case, the bearing capacity also is calculated which has a good agreement with theoretical equations. For a layered soil, soft-over strong soil, parametric study was carried out. It is concluded that the bearing capacity of footing decreases as the height of clayey soil increases whilst the displacement under footing increases. There is a critical depth where the stronger bottom layer does not affect ultimate bearing capacity and failure mechanism of footing.


Full Text: PDF

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Editor in chief: Prof. Dr. Hani Chaaban

Editorial Board ,Secretary Editor:Dr. Amir Tfiha