خاک تثبیت شده

خاک تثبیت شده

خاک تقویت شده مکانیکی شامل خاکی است که توسط عناصرکششی مانندنوارهای فلزی،ژئوتکستایل هایاژئوگریدها تقویت می شود.

توسعه موادپلیمری درقالب ژئوسنتتیک تغییرات عمده ای را در مهندسی ژئوتکنیک به همراه داشته است.

ازاصطکاک دررابط های تقویت کننده خاک ناشی میشود.

بنابراین کاربردژئوسنتتیک درسازه های ژئوتکنیکی مانندپی،خاکریزها،دیوارحائل وغیره افزایش یافته است.

طراحی فونداسیون

طراحی فونداسیون کم عمق دو معیار ظرفیت باربری و نشست را در نظر می گیرد. ظرفیت باربری به طور کلی به مقاومت خاک بستگی دارد در حالی که نشست به طور کلی به تراکم پذیری خاک بستگی دارد

در مورد خاک ضعیف، بهبود ظرفیت باربری و کاهش نشست را می توان با تقویت ژئوسنتتیک به دست آورد

تحلیل فونداسیون های تقویت شده ازنظرشکست وشکست آرماتورژئوسنتتیک درنظرگرفته می شود.

آزمایش‌های آزمایشگاهی در مقیاس کوچک مختلف بر روی خاک‌های مختلف مانند خاک رس و شن و ماسه (مانند Guido، Knuppel، & Sweeny، 1987؛ Khing، Das، Puri، Cook، و ین، 1993؛ Yetimoglu، Wu،) انجام شد و ساگلامر، 1994) با استفاده از تقویت ژئوسنتتیک تک لایه یا چند لایه.

توسط اکثرمحققان تایید شدکه افزایش قابل توجهی درظرفیت باربری وکاهش نشست خاک تقویت شده باژئوسنتتیک وجود دارد.

افزایش ظرفیت باربری فونداسیون برحسب نسبت ظرفیت باربری(BCR)تعریف می شود.

که به عنوان ظرفیت باربری خاک مسلح به خاک غیر مسلح تعریف می شود.

با توجه به طراحی فونداسیون کم عمق با استفاده از ژئوسنتتیک، داس، شین و سینگ (1996)

روشی رادرمورد پی نواری درخاک رس تقویت شده باژئوگرید پیشنهاد کردندوین،هان وآکینز(1998)برخی ازمسائل طراحی پی تقویت شده ژئوسنتتیک راموردبحث قراردادند.

شین و داس (2000) آزمایش مدل آزمایشگاهی در مقیاس کوچک را برای تعیین ظرفیت باربری نهایی

یک پایه نواری که برروی شن وماسه تقویت شده باچندین لایه ژئوگرید پشتیبانی می‌شود،انجام دادندویک روش طراحی براساس مطالعه مدل پیشنهاد کردند. با این حال،مقاومت گسیختگی ژئوگرید درهنگام تعیین نسبت ظرفیت باربری درنظرگرفته نشد.

فونداسیون تقویت شده

میکالوفسکی(2004) پیشنهادی رابرای طراحی بااستفاده از رویکرد سینماتیک تحلیل حدارائه کرد.

هم استحکام کشش وهم قدرت گسیختگی درنظرگرفته شدواین بهبود از نظر نسبت ظرفیت باربری ارائه شد.

طراحی خاک مسلح یک فرآیند آزمون و خطا است که در آن موقعیت،

لایه و طول آرماتور بر اساس مقدار BCR مورد نظر برآورد می شود.

بهینه سازی بخشی جدایی ناپذیر از طراحی مهندسی است.

وانگ و کولهوی (2008) در مورد ابعاد و طراحی بهینه فونداسیون کم عمق بتن مسلح سیمانی معمولی بحث کردندBasudharVashistha Deb وD(2007)یک طراحی مبتنی بر بهینه سازی دیوار حائل زمین مسلح ارائه کردند.

با این حال،با بهترین دانش نویسندگان،چنین مطالعه ای در مورد بسترفونداسیون درادبیات موجود نیست.

الگوریتم بهینه سازی ارائه شده درBasudhaet(2007)ووانگ وکولهوی(2008)براساس الگوریتم بهینه سازی سنتی هستند.

این الگوریتم‌ها کاستی مربوط به نقطه اولیه را دارند و تابع جریمه مورد استفاده

برای بهینه‌سازی محدود ممکن است مقدار بهینه واقعی را تحریف کند (Deb, 2001). در گذشته نزدیک، الگوریتم‌های تکاملی مانند الگوریتم ژنتیک (GA) (چنگ، لی، و چی، 2007؛ داس، 2005؛ گو، 1999)،

شبیه‌سازی بازپخت، بهینه‌سازی ازدحام ذرات،بهینه‌سازی هارمونی ساده وجستجوی تابو(چنگ وهمکاران.،2007)درمهندسی ژئوتکنیک با موفقیت مورد استفاده قرارگرفته اند.درمسائل فوق،هدف واحد از نظرهزینه(Basudhar et al., 2007; Wang & Kulhaw 2008)یاعامل ایمنی (Cheng et al., 2007; Das,2005Goh,1999)درنظرگرفته شده است.

با این حال، در موارد خاص، بیش از اهداف واحد وجود دارد و این اهداف ممکن است متناقض باشند.زمانی که اهداف متناقض باشند،به عنوان مسائل بهینه سازی چندهدفه درنظرگرفته می شود.

بهینه‌سازی سنتی

در الگوریتم‌های بهینه‌سازی سنتی، مسائل چند هدفه به عنوان یک هدف

با در نظرگرفتن سایر اهداف به عنوان محدودیت درنظرگرفته می‌شوند(Deb, 2001). از این رو، در چنین مواردی راه‌حل‌های بهینه پارتو (معادل) با تعدادی اجرا به‌دست می‌آیند. شکل 1 تنوع در الگوریتم بهینه سازی چند هدفه سنتی و تکاملی را نشان می دهد.

مشاهده می شود که در صورت بهینه سازی سنتی چند هدفه،

به مسئله بهینه سازی تک هدفه تبدیل می شودکه به هرهدف اهمیت داده می شود

یااهداف دیگری رابه عنوان محدودیت درنظرمی گیرد.

امایک الگوریتم ایده‌آل چندهدفه باید مجموعه‌ای از راه‌حل‌های بهینه پارتو را با در نظرگرفتن همه اهداف به یک اندازه مهم پیدا کند.

از آنجایی که این دو هدف متناقض هستند، روش بهینه‌سازی چند هدفه مبتنی بر

الگوریتم ژنتیک(NSGA-II)دراینجابرای تجزیه وتحلیل درنظرگرفته می‌شود.

مطالعات پارامتریک برای یافتن تأثیرخواص خاک واستحکام کششی

(Tu)آرماتورهای ژئوسنتتیکی برطراحی بهینه انجام شده است.

تقویت ژئوگریدها

ژئوگریدها ممکن است یک ماده مناسب با هدف کاهش نشست دیفرانسیل را نشان دهند. این معمولاً در محل دفن زباله MSW که در آن پدیده سکونت ثابت است، صادق نیست.

با این حال، در مورد محل‌های دفن زباله‌های ویژه یا به‌ویژه تأسیسات پس از استفاده،

اتخاذ ژئوگریدها ممکن است برای کنترل نشست‌های متفاوت مورد نیاز باشد (کالدول و همکاران، 2000؛ راجش و ویسوانادهام، 2012). استفاده از ژئوگریدها به شدت توصیه می شود زمانی که پوشش بالایی بخشی از برنامه گسترش عمودی است و زباله های اضافی باید دفن شوند

ژئوکامپوزیت ها محصولاتی هستند که از ترکیب دو یا چند ژئوسنتتیک مختلف و گاهی اوقات مواد طبیعی به دست می آیند.

معمولی ترین پیکربندی ژئوکامپوزیت ها به شرح زیر است: ژئوتکستایل + بنتونیت + ژئوتکستایل

(ژئوکامپوزیت بنتونیت که معمولاً به عنوان GCL-Geosynthetic Clay Liner شناخته می شود)

و ژئوتکستایل + تشک زهکشی مصنوعی + ژئوتکستایل (زهکش ژئوکامپوزیت)