A unit cell, i.e. only one stone column and its corresponding surrounding soil, is used to study the consolidation and deformation around end-bearing columns under distributed loads. The results of laboratory measurements are compared with analytical solutions and numerical simulations. The large amount of data available from the laboratory allows for a detailed comparison. The main soil responses, such as the equivalent coefficient of consolidation, the stress concentration factor and the settlement reduction are analysed using the different approaches.The soil improvement directly depends on the stress distribution between soil and column. Column yielding, and consequently the friction and dilatancy angles of the gravel control the final improvement. Therefore, only the analytical solutions that properly consider plastic strains in the column accurately predict the soil improvement. An issue that influences the stress distribution with time and as a result the consolidation process is the high small-strain stiffness of the column, which is not considered in the analytical solutions but has a small influence for high degrees of consolidation, and hence, for practical purposes

چکیده

یک سلول واحد، یعنی تنها یک ستون سنگی و خاک دربرگیرنده مربوطه اش، برای مطالعه تحکیم و تغییر شکل در اطراف ستون های انتها-دار، تحت بارهای توزیع شده مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج اندازه گیری های آزمایشگاهی با راه حل های تحلیلی و شبیه سازی عددی مقایسه شده است. مقدار زیادی از اطلاعات موجود حاصل از آزمایشگاه برای یک مقایسه دقیق منظور می گردد. واکنش های اصلی خاک، همچون ضریب معادل تحکیم، عامل تمرکز تنش و کاهش نشست (فرونشینی) با استفاده از روش های مختلف مورد بررسی قرار گرفته اند. بهبود خاک به طور مستقیم به توزیع تنش بین خاک و ستون بستگی دارد. بازده ستون و در نتیجه، زوایای اصطکاک و دیلاتانسی شن بهبود نهایی را کنترل می کنند. بنابراین، تنها آن راه حل های تحلیلی که واتنش های (کرنش های) پلاستیکی را در ستون به درستی در نظر می گیرند، بهبود خاک را به دقت پیش بینی می کنند. مسئله ای که توزیع تنش را با گذشت زمان و در نتیجه فرایند تحکیم را تحت تاثیر قرار می دهد، سفتی واتنش-کوچک بالا ستون است، که در راه حل های تحلیلی در نظر گرفته نمی شود اما اثر کوچکی بر درجات بالای تحکیم، و بنابراین، برای اهداف عملی دارد.

1- مقدمه

در سال های اخیر، تعداد فزاینده ای از سدها (خاکریزها/پشته های خاکی) و سازه ها بر روی خاک نرم تاسیس (بنا) شده اند. یک راه حل مقرون به صرفه معمولا نیاز به یک تکنیک بهبود زمین، مانند ستون های سنگی دارد. همانطور که در بسیاری از حوزه ها اتفاق افتاده، ساخت ستون های سنگی، یا توسط لرزش-جایگزینی و یا روش های لرزش- جابجایی، بیشتر از روش های طراحی آنها توسعه یافته است. ستون های سنگی عمدتا به عنوان اینکلوژن های (میانبارهای) سفت با سفتی، مقاومت برشی و نفوذپذیری (تراوایی) بالاتر از خاک طبیعی عمل می کنند و اثرات و یا بهبودهای ناشی از این سه مشخصه بطور مستقل توسط راه حل های مختلف مورد مطالعه قرار گرفته اند. بنابراین، راه حل های تحلیلی وجود دارند که به طور جداگانه تحکیم شعاعی [1،2] ، کاهش نشست [3،4] و یا داشتن ظرفیت و پایداری خاکریزها یا پی ها (فنداسیون ها) [5-7] را مورد مطالعه قرا رداده اند. با این حال، جنبه های فوق مرتبط هستند، و یک رویکرد یکپارچه (واحد) مطلوب است...