Journal of Engineering Geology

fa بررسی آزمایشگاهی اثر ژئوسل بر رفتار بار- نشست ماسه لایروبی بندر شهید رجایی Investigation on Experimental Analysis of the Effect of Geocell on the Load-Settlement Behavior of Dredged Sand in Shahid Rajaee Port ژئوتکنیک (مکانیک خاک و سنگ) Geotecnic مقاله پژوهشی Original Research در شهرهای بندری، برداشت و انباشت رسوبات حاصل از عملیات لایروبی بهعنوان چالشی جدی به‌دلیل ایجاد مشکلات زیستمحیطی و اقتصادی مطرح است. حجم زیاد این رسوبات ضرورت استفاده دوباره از این مصالح را روشن میسازد. اغلب به‌دلیل مشخصات مکانیکی ضعیف، این مصالح به‌صورت مستقیم برای استفاده در پروژه&rlm;های عمرانی مناسب نیستند و بهبود خواص مکانیکی آنها ضروری است. یکی از روشهای به‌سازی خاک، استفاده از ژئوسنتتیکها است. <a name="OLE_LINK5">در این بین، ژئوسل بهواسطۀ ساختار سهبعدی آن و خاصیت محصورکنندگی خاک درون سلولها، موجب بهبود چشم‌گیری در ویژگیهای مکانیکی خاک می&rlm;شود. این موضوع در کنار سرعت و سهولت اجرا، ژئوسل را به گزینهای مطلوب برای تسلیح خاکهای دانهای تبدیل کرده است. </a>بهواسطۀ عملیات لایروبی سواحل شمالی خلیج‌فارس برای ساخت فازهای دوم و سوم توسعۀ بندر شهید رجایی، حجم زیادی از ماسه کربناته در مجاورت حوضچه آرامش این بندر در حال انباشت است. <a name="OLE_LINK19"></a><a name="OLE_LINK18">برای ارائه راهکار برای استفاده مجدد از این مصالح، در این پژوهش تأثیر مسلح‌سازی ماسه با ژئوسل بر رفتار بار-نشست آن، از طریق آزمون بارگذاری صفحه بررسی می‌شود. برای این منظور، از یک مدل فیزیکی شامل صفحه بارگذاری دایره&rlm;ای شکل واقع بر مدل خاکی، تحت بارگذاری تکراری استفاده شده است. مدلهای خاکی استفاده شده، از ماسه کربناتی مسلح با ژئوسل و غیرمسلح با دو نوع رویه از جنس شن خوب&rlm; دانه&rlm;بندی شده و ماسه لایروبی شده، تشکیل شده‌اند. نتایج این تحقیق نشان میدهد که استفاده از ژئوسل به‌عنوان مسلح&rlm;کننده و هم‌چنین شن خوب دانه‌بندی شده به‌عنوان رویه در لایۀ سطحی مدل خاکی، میتواند موجب بهبود چشم‌گیر در رفتار بار- نشست ماسه لایروبی شود.</a> Introduction In some ports, the dredging and accumulation of a large amount of sedimentary material turned to a serious challenge, because of their sequent environmental and economic effects. These problems clarify the necessity of reusing dredged materials. Often, owing to their poor mechanical properties, they are not applied directly in technically engineering uses, so they require to be improved. Geocell application is one of the methods used for the improvement of soil behavior, which confines the sand mass through itself in the three-dimensional structure. These methods ease the speed of applying emerged it into a perfect option for stabilizing of the granular soil.  In Shahid Rajaee port, by the dredging process for developing new phases, a large amount of calcareous sand is being accumulated near the Persian Gulf coastline. Therefore, in order to provide a solution to reuse these materials, this study attempts to investigate the beneficial influence of reinforcing sand by geocell on its load-beneficial behavior experimented by the plat loading test. For this purpose, a large scale model including circular foundation on reinforced and unreinforced sand has been employed under cyclic loading process. Material and Methods Soils Two types of soils were used in this study. The first type was the sand derived from the dredging process of Shahid Rajaee port which has been used in different layers of the models. The second type of soil was well-graded gravel which has been used only in the cover layer. Geocell The geocell in this study were made of heat-bonded non-woven polypropylene geotextiles. Single cells were 110 mm long, 100 mm wide and 100 mm height. Plate load test In order to determine the bearing capacity of backfills, repeating plate load test was used with 150 mm diameter. Loading process included four stress levels (250, 500, 750 and 1000 kPa) consisting of 10 cycles each. Test backfills Four backfills was made by manually compacting the dredged sand, with tamper up to 350 mm in reinforced cases and 450 mm in unreinforced cases. Then geocells placed and dredged sand filled with accuracy in cells. Finally, a 50 mm thick sand or gravel cover layer, was placed. All lifts were compacted to 70% of relative density with 4% moisture content. Results and Discussion PLT results are summarized in Table 1. According to the results, only geocell reinforcement backfills can carry standard truck wheel load (550 kPa). Geocell can increase the ultimate strength of backfills with a sand cover layer by 70% (from 416 kPa to 725 kPa) while in backfill with a gravel cover layer showed 80% increase (from 520 kPa to 960 kPa) in ultimate strength. The gravel cover layer in unreinforced backfills increases the ultimate strength by 25 percent (from 416 kPa to 520 kPa). <a name="_Ref74974760"></a><a name="_Ref74974736">Table </a>1. Results of PLT and performance ratings <table align="center" border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="338"> <tbody> <tr> <td style="width:142px;height:20px;">Backfill name</td> <td style="width:49px;height:20px;">UR-S</td> <td style="width:49px;height:20px;">GR-S</td> <td style="width:49px;height:20px;">UR-W</td> <td style="width:49px;height:20px;">GR-W</td> </tr> <tr> <td style="width:142px;height:4px;">Maximum stress (kPa)</td> <td style="width:49px;height:4px;">416</td> <td style="width:49px;height:4px;">725</td> <td style="width:49px;height:4px;">520</td> <td style="width:49px;height:4px;">960</td> </tr> <tr> <td style="width:142px;height:4px;">Settlement at failure (mm)</td> <td style="width:49px;height:4px;">4.6</td> <td style="width:49px;height:4px;">9.0</td> <td style="width:49px;height:4px;">15.5</td> <td style="width:49px;height:4px;">14.9</td> </tr> <tr> <td style="width:142px;height:4px;">Plastic settlement (mm)</td> <td style="width:49px;height:4px;">3.5</td> <td style="width:49px;height:4px;">7.0</td> <td style="width:49px;height:4px;">12.5</td> <td style="width:49px;height:4px;">12.0</td> </tr> <tr> <td style="width:142px;height:4px;">Number of load cycles</td> <td style="width:49px;height:4px;">10</td> <td style="width:49px;height:4px;">20</td> <td style="width:49px;height:4px;">20</td> <td style="width:49px;height:4px;">30</td> </tr> <tr> <td style="width:142px;height:4px;">Bearing capacity ratio (BCR)</td> <td style="width:49px;height:4px;">1</td> <td style="width:49px;height:4px;">1.74</td> <td style="width:49px;height:4px;">1.25</td> <td style="width:49px;height:4px;">2.32</td> </tr> <tr> <td style="width:142px;height:4px;">Performance rating</td> <td style="width:49px;height:4px;">4</td> <td style="width:49px;height:4px;">2</td> <td style="width:49px;height:4px;">3</td> <td style="width:49px;height:4px;">1</td> </tr> </tbody> </table> <div style="clear:both;"></div>Base on Table 1, bearing capacity ratio (BCR) has been increased up to 2.3 and has best when geocell reinforcement and gravel cover layer were used together. Geocell utilization as reinforcement for sand backfills, improves the stress-settlement behavior. Dredged sand can be used as backfill material for yards and access roads when reinforced with geocell and covered with a layer of well-graded gravel.<a href="./files/site1/files/132/3Extended_Abstracts.pdf">./files/site1/files/132/3Extended_Abstracts.pdf</a> ژئوسل, آزمون بارگذاری صفحه, ماسه لایروبی کربناته, رفتار بار- نشست Geocell, Plate loading test, dredged sand, load-settlement behavior 237 260 http://jeg.khu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-713-2&slc_lang=fa&sid=1 Seyed Taha Tabatabaei Aghda سید طاها طباطبایی عقدا taha.taba@gmail.com 10031947532846003684 10031947532846003684 No دانشگاه خوارزمی، دانشکدۀ فنی و مهندسی، گروه مهندسی عمران Ali Ghanbari علی قنبری ghanbari@khu.ac.ir 10031947532846003685 10031947532846003685 Yes دانشگاه خوارزمی، دانشکدۀ فنی و مهندسی، گروه مهندسی عمران Gholamhosein Tavakoli Mehrjardi غلامحسین توکلی مهرجردی ghtavakoli@khu.ac.ir 10031947532846003686 10031947532846003686 No دانشگاه خوارزمی، دانشکدۀ فنی و مهندسی، گروه مهندسی عمران