Укрепление гипсосодержащего грунта каменными столбами

Введение. Гипсосодержащий грунт — проблемный грунт, обладающий значительной прочностью в сухом состоянии. Он теряет прочность при увлажнении и намокании из-за существенного снижения прочностных параметров и несущей способности под нагрузкой вследствие растворения и разрушения цементирующих связей во влажном состоянии (просадка грунта происходит, когда из-за роста влажности ослабляются химические или физические связи между частицами грунта). Это приводит к чрезмерной осадке, влияющей на устойчивость инженерных сооружений. Гипсосодержащие грунты занимают около 1,865 млн км2 в мире. Процент гипсовых грунтов в Ираке составляет 6,7 % от общей площади гипсосодержащих грунтов в мире и около 28,6 % от общей площади этой страны.

Материалы и методы. Каменный столб — это метод улучшения грунта, используемый для стабилизации и укрепления слабых грунтов (грунтов низкой прочности) путем увеличения несущей способности (увеличения прочности), сокращения оседания и контроля над оседанием грунта (ускорение консолидации).

Результаты. Целью данного исследования является изучение характеристик гипсосодержащего грунта, укрепленного каменными столбами. Лабораторные нагрузочные испытания проводились на укрепленных и неукрепленных гипсосодержащих грунтах с использованием большого стального ящика в качестве модели, каменных столбов различного диаметра (5, 10, 15 и 20 см) и фиксированной глубины (30 см).

Выводы. Результаты показали, что осадка уменьшается с увеличением диаметра каменной колонны, а несущая способность увеличивается при увеличении диаметра.

1. Zahmatkesh A., Choobbasti A.J. Settlement Evaluation of Soft Clay Reinforced by Stone Columns, Considering the Effect of Soil Compaction. 2010; 3:159-166.

2. Hamzh Al., Mohamad H., Bin Yusof M.F. The Effect of Stone Column Geometry on Soft Soil Bearing Capacity. International Journal of Geotechnical Engineering. 2019; 16(2):1-11. DOI: 10.1080/19386362.2019.1666557

3. Ng K.S. Numerical study on bearing capacity of single stone column. International Journal of Geo-Engineering. 2018; 1-10. DOI: 10.1186/s40703-018-0077-z

4. Afshar J.N., Ghazavi M. Experimental Studies on Bearing Capacity of Geosynthetic Reinforced Stone Columns. Arabian Journal for Science and Engineering. 2014; 39(3):1559-1571. DOI: 10.1007/s13369-013-0709-8

5. Al-Waily M.J., Fattah M.Y., Al-Qaisi M.S. Experimental and Statistical Study on Single and Groups of Stone Columns. Key Engineering Materials. 2020; 857:399-408. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.857.399

6. Das M., Dey A.K. Behaviour of geotextile reinforced stone columns. 50th Indian geotechnical conference. 2018.

7. Fattah M.Y., Khudhair E.Y. Improvement of soft clays by end bearing stone columns encased with geogrids. Diyala Journal of Engineering Science. 2010.

8. Hataf N., Nabipour N., Sadr A. Experimental and numerical study on the bearing capacity of encased stone columns. International Journal of Geo-Engineering. 2020.

9. Ahmad Dar L., Shah M.Y. Three-Dimensional Numerical Study on Behaviour of Geosynthetic Encased Stone Column Placed in Soft Soil. Geotechnical and Geological Engineering. 2021.

10. Lajevardi S.H., Shamsi H.R., Hamidi M., Enami S. Numerical and Experimental Studies on Single Stone Columns. Soil Mechanic and Foundation Engineering. 2018.

11. Xin Tan. Deformation and Failure Behaviour of the Isolated Single Stone Column with and Without Geosynthetic Encasement. Chapter in Springer Series in Geomechanics and Geoengineering. 2018.

12. Madun A., Meghzili S.A., Tajudin S.A.A., Yusof M.F., Zainalabidin M.H., Al-Gheethi A.A. et al. Mathematical solution of the stone column effect on the load bearing capacity and settlement using numerical analysis. MATEC Web of Conferences. 2017.

13. Nazaruddin A.T., Zainab Mohamed, Mohd Azizul L., Hafez M.A. Prediction Of Axial Limit Capacity Of Stone Columns Using Dimensional Analysis. International conference on applied physics and engineering (ICAPE 2016) : proceedings of the 2nd International Conference on Applied Physics and Engineering. 2017.

14. Singh S.P., Chamling P.K. Effects of Strength of Confining Material on Strength and Deformation of Stone. GEPSID-2014.