بررسی عملکرد ژئوتکنیکی پی های عمیق در خاک های روانگرا با استفاده از نتایج آزمایش نفوذ مخروط

ملکی, محمد; اسلامی, ابوالفضل; نبی زاده, علی; بهمن پور, امین

doi:10.22065/jsce.2023.409474.3187

بررسی عملکرد ژئوتکنیکی پی های عمیق در خاک های روانگرا با استفاده از نتایج آزمایش نفوذ مخروط

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

محمد ملکی ¹

ابوالفضل اسلامی ²

علی نبی زاده ³

امین بهمن پور ⁴

¹ گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، ایران، تهران

² دانشیار، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

³ استادیار گروه آموزشی ژئوتکنیک و آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیرشهید رجایی، لویزان، تهران، ایران

⁴ استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

10.22065/jsce.2023.409474.3187

چکیده

استفاده از نتایج آزمایش نفوذ مخروط (CPT) جهت تعیین ظرفیت باربری شمع ها از جمله مهمترین کاربرداین آزمایش می باشد. با توجه به شباهت ظاهری شمع ها با مخروط استاندارد و مهیا بودن حجم بالایی از اطلاعات مطمئن و سرعت قابل توجه آزمایش، می توان هم بصورت مستقیم و هم بصورت غیرمستقیم از خروجی آزمایش CPT در تعیین ظرفیت نوک و جداره شمع ها استفاده کرد. اعمال شتاب زلزله به خاک های حساس و روانگر منجر به افزایش اضافه فشار آب حفره ای ( ) و متعاقباٌ کاهش مقاومت و سختی در اینگونه خاکها خواهد شد. لذا بررسی تغیرات اضافه فشار آب منفذی ( ) بعنوان شاخص بار دینامیکی در شرایط لرزه ای از اهمیت ویژه ای برخوردار است. پژوهش حاضر ابتدا به بررسی قابلیت ارزیابی پتانسیل روانگرایی با استفاده داده های CPT و بانک های اطلاعاتی شامل 60 مورد عملی از 11 زلزله مختلف که در 7 کشور می پردازد. پارامترهای موثر بر توسعه و محو از قبیل حساسیت خاک، مقاومت برشی زهکشی نشده، و پارامتر بی بعد شده فشار آب منفذی مورد ارزیابی قرار گرفته اند. در گام بعد تاثیراین پارامترها بر ظرفیت باربری شمع ها (شامل 18 سایت مختلف در جهان ) بررسی شده است. نتایج بدست آمده از روش پیشنهادی در مقایسه با روش متداول بیانگر کاهش قابل توجه پارامتر های فوق بر ظرفیت باربری شمع ها می باشد. از این رو لازم است این امر در محاسبات ظرفیت باربری ژئوتکنیکی شمع ها در پروژه های واقع برخاک های مستعد روانگرایی منظور گردد.

کلیدواژه‌ها

شمع

خاک های روانگرا

آزمایش نفوذ مخروط

ظرفیت باربری

فشار آب منفذی

موضوعات

مهندسی ژئوتکینک

عنوان مقاله English

Investigating the geotechnical performance of deep foundations in liquified soils Using the cone penetration test results

نویسندگان English

Mohhamad Maleki ¹

Abolfazl Eslami ²

Ali Nabizadeh ³

Amin BahmanPour ⁴

¹ Department od civil engineering, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Iran, Tehran

² Associate Professor, Department of Civil and Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran

³ Assistant Professor, Shahid Rajaee Teacher Training University, Department of Civil Engineering, Lavizan, Tehran, Iran

⁴ Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran, Iran

چکیده English

Using the results of the cone penetration test (CPT) is one of the most important applications of this test to determine the bearing capacity of piles. Due to availability of a large amount of reliable data and the considerable speed of the CPT, the results of the CPT test can be used to both directly and indirectly determine either the tip or sleeve bearing capacity of of the piles. The application of earthquake acceleration to sensitive and liquefiable deposits will lead to an increase in excess pore water pressure (delta u) and subsequently to a decrease in strength and stiffness in such soils. Therefore, investigation of the pore water pressure development (delta u) as an index of dynamic load in seismic conditions is of great importance. The present research firstly aims to verify the applicability of CPT results to evaluate the liquefaction potential of sensitive soils using data provided by 60 practical cases from 11 different earthquakes in 7 countries. The influence of critical parameters such as soil sensitivity, undrained shear strength, and dimensionless parameter of pore water pressure on pore pressure development have been evaluated. In the next step, the effect of above-mentioned parameters on the bearing capacity of piles (including 18 different sites) has been investigated. Comparison between the results obtained from the proposed method and the conventional method shows a significant influence of the above parameters on the bearing capacity of the piles. Therefore, it is necessary to consider the impact of the parameters mentioned above while calculating the bearing capacity of piles in liquefiable soils.

کلیدواژه‌ها English

Pile

Liqufied Soils

Cone Penetration Test

Bearing Capacity

Pore water Pressure

[1] Kramer, L. (1996). Geotechnical Earthquake Engineering, Prentice-Hall International Series In Civil Engineering And Engineering Mechanics William J. Hall, University of Washington.

[2] Madabhushi, G, Knappett, J, Haigh, S, (2010). Design of Foundations in Liqueable Soils, Imperial Collage Press, London, Engeland

[3] Eslami, A, Moshfeghi, S. MolaAbasi, H. and Eslami, M. (2019). Piezcone and cone penetration Test (CPTu_and_CPT) Applications in Foundation Engineering, Elsevier, Netherland.

[4] Seed, H.B., and De Alba, K. (1986). Use of SPT and CPT tests for evaluating the liquefaction resistance of sands. Proc., INSITU '86, ASCE Spec. Conf. on Use of In Situ Testing in Geotech. Engrg., Spec. Publ. No.6, ASCE, New York, N.Y.

[5] Robertson, P.K., and Campanella, R.G. (1985). Liquefaction potential of sands using the CPT. J. Geotech. Engrg., ASCE, 111(3), 384-403.

[6] Idriss, I.M., and Boulanger. R.W. (2008). Soil liquefaction during earthquakes. Earthquake Engineering Research Institute.

[7] Robertson, P.K., and Wride, C.E. (1998). Evaluating cyclic liquefaction potential using the cone penetration test. Can. Geotech. J. 35: 442–459, DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9410(1985)111:3(384).

[8] Olsen, R. (1997). Cyclic liquefaction based on the cone penetrometer test. Proceedings of the NCEER Worakshop on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils. 225-276.

[9] Li, Ping, et al. Study on sand liquefaction induced by Songyuan earthquake with a magnitude of M5. 7 in China.", Scientific Reports 12.1 (2022): 1-12.

[10] PEER, (2000b) .Documentationofsoilconditionsatliquefactionsitesfrom1999 Chi-Chi, TaiwanEarthquake. ⟨http://peer.berkeley.edu/lifelines/research_ projects/3A02/⟩ [accessed 14.3.14.].

[11] PEER, (2000a) .Documentingincidentsofgroundfailureresultingfromthe August 17,1999,Kocaeli,TurkeyEarthquake. ⟨http://peer.berkeley.edu/ publications/turkey/adapazari/⟩; [accessed14.3.14.].

[12] Brett, W., Maurer, W., Russel, A., Green, O. D., and Taylor. S. (2015). Moving towards an improved index for assessing liquefaction hazard: Lessons from historical data. Soils and Foundations, 55(4):778–787.

[13] Lee, Y.F., Chi, Y.Y., Lee, D.H, Juang, C.H., and Wu, J.H. (2007). Simplified models for assessing annual liquefaction probability—a case study of the Yuanlin area, Taiwan. Engineering Geology, 90(1-2), 71–88.

[14] PEER. (2000). Documenting incidents of ground failure resulting from the Aug, 17, 1999, Kocaeli, Turkey earthquake. WWW.http://peer.Berkeley.edu.

[15] Ku, C.S., Lee, D.H., and Wu, J.H. (2004). Evaluation of soil liquefaction in the Chi-Chi, Taiwan earthquake using CPT data. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 24, 659-673.

[16] Sladen, J.A., and Hewitt, K.J. (1988). Influence of placement method on the in situ density of hydraulic sand fills. Canadian Geotechnical Journal, 22:564–578.

[17] Timoshenko, S.P. and Gere, J.M., (1961) Theory of elastic stability, McGraw-Hill, New York.