軟弱黏土中水平層狀加勁懸浮砂樁承載試驗

Model Tests on Bearing Behavior of Horizontal Laminated Reinforced Sand Columns Floating in Soft Clay

張祐鑫(Yu-Hsin Chang)

指導教授 ： 洪勇善

共同指導教授 ： 吳朝賢(Cho-Sen Wu)

淡江大學/工學院/土木工程學系碩士班/碩士(2018年)

https://doi.org/10.6846/TKU.2018.00751

摘要

本研究針對軟弱黏土與中等堅硬黏土中，層狀加勁懸浮砂樁的可行性應用進行模型試驗。為使試驗符合現地真實行為，依模型相似律之因次分析，選擇適當的材料與尺寸進行試驗。試驗分為平面應變與軸對稱模型試驗，分五層、十層、二十層交叉擺設等不同加勁層數配置以及剛性樁進行模型試驗。此外，也進行純黏土及未加勁懸浮砂樁試驗，比較純黏土、未加勁懸浮砂樁，以及不同加勁層數懸浮砂樁承載能力的差異。

試驗結果顯示，於軟弱黏土與中等堅硬黏土中之懸浮砂樁水平置入加勁材後，皆能有效提升軸向承載壓力，並將上方載重傳遞至砂樁底部。隨著加勁層數越多，加勁效果趨於臨界，其中模擬加勁層數極端之剛性樁，承載力反不如允許腫脹的加勁懸浮砂樁。在極小沉陷量時，剛性樁有利，但隨著沉陷量增加易產生貫穿破壞；在較大沉陷量時，加勁樁開始發展其價值，能允許樁體適度腫脹又有著地工合成材的束制力，使得樁體圍束力增加、軸向力隨之上升。若以全面加載所代表的平均應力來看，加勁材提升承載力的效果較為有限。

關鍵字

懸浮砂樁 ； 軟弱黏土 ； 中等堅硬黏土 ； 地工合成材 ； 層狀加勁 ； 模型試驗

並列摘要

This study investigates the bearing behavior of individual geosynthetic-laminated sand columns embedded in very soft clay and medium hard clay through model tests. Similarity analysis was first executed to determine the suitable properties of the constituents used in the model test to ensure comparable behavior between the prototype-scale and model-scale geosynthetic-laminated sand columns. The model tests were divided into plane strain and axisymmetric,with rigid column and 5、10 or 20 layers in cross direction of geosynthetic sheets horizontally placed in these model sand columns. Loading tests performed on soft clay, ordinary sand column (OSC) and laminated reinforced sand column (LRSC) were employed to explore the effectiveness of reinforcement and various horizontal spacing.
Experimental results showed that horizontally inserted reinforcements improve the bearing capability of the model sand columns. With the more layers of geosynthetic, the stiffening effect tends to be critical.Rigid columns are advantageous when the amount of settlement is very small, but with the increase of settlement easily lead to destruction through；In a large amount of settlement, reinforced sand columns began to develop its value, can allow the columns to moderate swelling also have the bending force of geosynthetics, Making the columns body bundling force increases, the axial force increases. If the full load represents the average pressure of view, geosynthetics to enhance the carrying capacity of the effect is more limited.

並列關鍵字

Sand column ； Floating ； Soft clay ； Geosynthetic ； Laminated reinforced ； Model test

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