مدل‏سازی عددی استفاده از ژئوسنتتیک‌ها در بهبود رفتار خاک بستر راه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران راه و ترابری واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

2 گروه عمران ، واحد دماوند، دانشگاه آزاد اسلامی، دماوند، ایران

3 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران زلزله، واحد علوم تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

چکیده

در این پژوهش، از شبیه­سازی عددی به روش اجزای محدود و نرم‏افزار عددی PLAXIS (نسخه 2/8) استفاده گردید. همچنین، نقطه محاسبه نشست جاده که معیار مقایسه مدل‏های مختلف است، در مرکز بارگذاری روی جاده انتخاب شده که در نتایج خروجی جابجایی قائم این نقطه به عنوان نماینده نشست جاده در نظر گرفته می‏شود.  نتایج بررسی عددی اثر مقاومت کششی ژئوسنتتیک‏ها بر نشست جسم راه نشان می‏دهد که این پارامتر تأثیر قابل توجهی بر نشست جاده نداشته است. همچنین، از مدل­سازی عددی اثر طول ژئوسنتتیک‏ها بر جسم راه مشخص شد که نشست قائم جاده در مدل‏سازی با ژئوگرید هم­اندازه با عرض جاده (که در این مدل برابر 7 متر می‏باشد) برابر 65/3 میلی‏متر و با ژئوگرید به عرض 9 متر، برابر با 5/3 میلی‏متر می‏باشد. نتایج نشان داد که چنانچه میزان اصطکاک بین المان ژئوسنتتیک با خاک معادل زاویه اصطکاک داخلی خاک در نظر گرفته شود، نشست جاده در مرکز بارگذاری مدل، 12 درصد کاهش داشته است. در نهایت، بررسی تأثیر مکان استقرار المان ژئوسنتتیک بر نشست جاده نشان می‏دهد که با جابجایی لایه ژئوسنتتیک از مرز زیراساس- بستر به مرز رویه - اساس، نشست جاده به میزان 9/0 میلی‏متر کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Numerical modeling of the use of geosynthetics in improving the behavior of subgrade soil

نویسندگان [English]

  • seyed hossein Khatami 1
  • Iman Golpazir 2
  • mohammad javad malekpour 3
1 Graduated Msc, Highway Engineering, Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, I.R. Iran.
2 Department of Civil Engineering, Damavand Branch, Islamic Azad University, Damavand, Iran
3 Graduated Msc, Civil engineering, Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, I.R. Iran.
چکیده [English]

In this research, numerical simulation using the finite element method and PLAXIS numerical software (version 8.2) were used. Also, the calculation point of the road settlement, which is the criterion for comparing different models, is selected in the loading center on the road, which is considered as the representative of the road settlement in the output results of the vertical displacement. The results of the numerical investigation of the effect of the tensile strength of geosynthetics on the road settlement show that this parameter did not have a significant effect on the road settlement. Also, from the numerical modeling of the effect of the length of geosynthetics on the road body, it is determined that the settlement of the road in modeling with geogrid is the same size as the width of the road (which is equal to 7 meters in this model) equal to 3.65 mm and with geogrid 9 meters wide. It is equal to 3.5 mm. The results showed that if the amount of friction between the geosynthetic element and the soil is considered equal to the internal friction angle of the soil, the settlement of the road at the loading center of the model has decreased by 12%. Finally, the investigation of the effect of geosynthetic element placement on the road settlement shows that by moving the geosynthetic layer from the sub-base-substrate boundary to the top-base boundary, the road settlement decreased by 0.9 mm.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flexible pavement
  • Plaxis
  • Numerical modeling
  • Parametric study
  • Soil bed Sand

مراجع

Abdi, M. R., Sadrnejad, A. and Arjomand, M. A. 2009. “Strength enhancement of clay by encapsulating geogrids in thin layers of sand”. Geotext. Geomembranes, 27: 447-455.
Ahirwar, S. K. and Mandal, J. N. 2017. “Finite element analysis of flexible pavement with geogrids”. Department of Civil Engineering, Indian Institute of Technology Bombay, Powai, Mumbai– 400076, India. Available online 26 May 2017.
Alimohammadi, H., Zheng, J., Schaefer, V. R., Siekmeier, J. and Velasquez, R. 2021. “Evaluation of geogrid reinforcement of flexible pavement performance: A review of large-scale laboratory studies”. Transport. Geotech., 27: 100471.
Al-Jumaili, M. 2016. “Finite element modelling of asphalt concrete pavement reinforced with geogrid by using 3-D Plaxis software”. Int. J. Mater. Chem. Phys., 2(2): 62-70.
Beckham, W. K. and Mills, W. H. 1935. “Cotton-fabric reinforced roads”. Eng. News Record, pp. 453-455.
Bertram, G. E. 1940. “An experimental investigation of protective filters”. Graduate School of Engineering, Harvard University, Publ. 267, January, 140 p.
Dewar, S. 1962. “The oldest roads in Britain”. Countryman, 59(3): 547-555.
Farrag, K. and Morvant, M. 2003. “Evaluation of interaction properties of geosynthetics in cohesive soils, LTRC reinforced-soil test wall”. Louisiana Transportation Research Center, Report 379.
Gunasekara Jayalath, C. P., Gallage, C., Dhanasekar, M., Dareeju, B., Ramanujam, J. and Lee, J. 2018. “Pavement model tests to investigate the effects of geogrid as subgrade reinforcement”. In Proceedings of the 12th Australian and New Zealand young geotechnical professionals conference (pp. 1-8). Australian Geomechanics Society.
Hamdy, F. and Hassan, A. M. 2014. “2D Plaxis finite element modeling of asphalt-concrete pavement reinforced with geogrid”. J. Eng. Sci. Assiut University Faculty of Engineering, 42(6): 1336-1348.
Kays, W. B. 1982. “Construction of linings for reservoirs, tanks, and pollution control facilities”. 2nd ed., New York: Wiley.
Kazemian, S., Barghchi, M. Prasad, A., Moayedi, H. and Huat, B. B. K. 2010. “Reinforced pavement above trench under urban traffic load: Case study and finite element (FE) analysis”. Sci. Res. Essays, 5(21): 3313-3329.
Keller, G. R. 2016. “Application of geosynthetics on low-volume roads”. Transport. Geotech, 8: 119-131. http://dx.doi.org/10.1016/j.trgeo.2016.04.002
Koerner, R. M. 2005. “Designing with geosynthetics”. Fifth edition, Prentice Hall, New Jersey, USA.
Koerner, R. M. and Koerner, G. R. 1996. “Geotextiles used as flexible forms”. Geotext. Geomembraness, 14(5): 301-311.
Koerner, R. M. and Daniel, D. E. 1997. “Final covers for solid waste landfills and abandoned dumps”. ASCE, 256 p.
Rajesh, U., Sajja, S. and Chakravarthi, V. K. 2016. “Studies on engineering performance of geogrid reinforced soft subgrade”. Transport. Res. Proc., 17: 164-173.
Shukla, S. K. and Yin, J. H. 2006. “Fundamentals of Geosynthetic Engineering”. London: Taylor & Francis.
Sivakumar Babu, G. L. 2016. Indian Institute of Science Bangalore 560012, December 8-10, Satish Dhawan Auditoriam  Bengaluru.     
Widodo, S. 2013. “Analysis of dynamic loading behaviour for pavement on soft soil”. PhD Dissertation, Technische Universität Bergakademie Freiberg.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 16 اردیبهشت 1403
  • تاریخ بازنگری: 22 خرداد 1403
  • تاریخ پذیرش: 23 خرداد 1403

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار