当前世界环境

介绍

石柱的建设是如此普遍的改善软土，如粘土，粉砂和粉砂已被证明与环境兼容(Keykhosro poor, L, 2011)。石柱最早于1830年在法国使用，自1950年以来在其他国家广泛使用。在伊朗，最初它被使用的是夯击法，自2004年以来，振动技术被用于建筑石柱(Etezad, M.，等(Hughes, J.M.O and withers, N.J, 1974)。1974年首次对石柱的行为进行了研究。同时，也进行了许多数值和室内试验，其中最重要的是确定柱及其周围土壤的沉降，这是在地面上施加垂直张拉的结果(Tabarsaz, S, 2008)。由于石柱的刚度大于土的刚度，采用这种方法有利于降低整体地面和石柱的沉降和提高承载力(Lo, s.r.，等。，2010），（Kempfert，H.G.，Gebreselassie，B.，2006）。在另一个研究中，据报道，在上柱中凹陷的结果中，如果在石柱组中，则在列的下部发生下垂（Alexiew，D.，Brokemper，S.，2005），（Gniel，J.，Bouzza，A.，2009），（Khabazian，2010）。在本纸柱的纸张性能方面提高了轴承容量，沉降​​和不同参数，如单一柱和柱组，柱数，材料和土壤弹性模量比和石柱材料和土壤的泊松系数调查土壤沉降程度。使用ABAQUS软件作为平面应变进行数值分析。

与abaqus建模程序

单一的石柱

为了评价单根石柱的受力性能，对0.6 m直径石柱加筋粘性土进行了数值分析。仅用刚性基础对石柱进行加载。石柱和周围土体的建模是二维平面应变。上述模型如图1所示。

图1：石柱，周围土壤 点击这里查看图

石柱材料和周围土壤采用莫尔-库仑模型。石柱材料及周围土体的物理力学性能如表1所示。刚性基础仅对石柱施加585 kPa的力。图2为石柱施加整体荷载后的变形情况。从图中可以看出，石柱上部有下沉和下沉现象。图3为柱内垂坠水平。

表1土柱材料的物理力学性能 点击这里查看表格

图2:数值分析中单个石柱的变形 点击这里查看图

图3:石柱变形 点击这里查看图

石头列组

为了研究石柱群的受力行为，在长10 m的刚性方形基础下，放置了直径0.5、中心距1.2m ~ 3.6 m的四组石柱群。石柱群的几何特征见图4，其力学特征见表2。

表2:石柱群及周围土体的材料特性 点击这里查看表格

图4:地面几何特征与石柱 点击这里查看图

在图5中，组中的每列的行为独立于近列，并且每列变形为单个列。

图5：石柱的变形而不考虑组效应 点击这里查看图

研究不同参数的影响

本部分通过建立各种模型，研究了柱数、单柱和柱组中垂度的影响、柱间距离、柱材料和土的弹性比、石柱材料的泊松系数等不同参数的影响。

列数

在图6中示出了随着更改列的柱盖的沉降变化。增加列数导致中间列的更多限制，从而降低了沉降。已经对3,5,7和9个石柱进行了数值分析，其直径为0.6米。所有情况下强制的压力相同且等于325kPa。表3中列出了由这些力量发生的列，应用力和沉降数。如图6所示，通过增加石柱的数量来降低沉降。

表3：光学柱密集负荷和沉降的比较

图6：沉降与列数。 点击这里查看图

弹性模组变化的影响

图7显示了石柱材料和粘土的弹性模块变化的影响，假设土壤的弹性模块恒定为165kPa的负荷，土壤的弹性模块是恒定的5MPa。正如预期的那样，提高石柱弹性模块在土壤中弹性模块的比例导致用石柱增强土壤的沉降减少。

图7柱群沉降随柱数的变化。 点击这里查看图

Piosson比率

石柱材料和土壤的泊松比是导致石柱沉降的因素之一。图8显示了280kPa重量的石柱材料和土壤中泊松系数改变的效果。

石柱材料的泊松系数从0.2到0.35变化。泊松系数的土壤系数从0.3〜0.45变化。与图8中可以看出，与围绕土壤的泊松系数增加相比，增加石材的泊松系数对增强地的沉降减小有轻微影响。

图8：石群沉降与泊松比的变化 点击这里查看图

石柱长度的影响

图9显示了石柱长度为170k PA重量的影响。石柱长度在这些分析中的2至10米之间变化均匀。在石柱组上进行一系列分析，具有3柱，直径为0.6米，中心至1.2米的中心距离。根据图9，数值分析结果表明，列顶部和底部的沉降减小是由于列长度的增加。此外，由于柱长从0.6米到10米的增加，沉降降低率降低。

图9：与列长度的沉降变化 点击这里查看图

结论

本文利用ABAQUS软件，研究了石柱的受力特性及重要参数对石柱-土系统的影响，得到以下结果:

1. 数值分析结果表明，柱的上部发生垂坠，导致柱的破坏。内柱的下垂发生在比侧柱更低的位置。
2. 与土壤模块相比，石柱的弹性模块增加，用石柱的地面沉降。
3. 增加石柱的数量会使中间的石柱更加封闭，下沉量减少50%。
4. 土石柱的泊松系数是降低石柱地面沉降的因素之一，但泊松系数的影响较小。
5. 对石柱长度影响的数值分析表明，增大石柱组长度可以减小地基的沉降。

参考文献

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