پيش‏بيني ضريب عكس العمل بستر با استفاده از سختي برشي در كرنش هاي كوچك

Estimation of the Coefficient of Subgrade Reaction using Small-Strain Stiffness

ضريب عكس العمل بستر (Ks) رابطه مفهومي بين فشار وارد بر خاك و تغيير شكل ناشي از آن است كه به طور گسترده در طراحي انواع شالوده استفاده مي شود. مقادير Ks با استفاده از پارامترهاي ذاتي خاك مانند مدول الاستيسيته (سختي خاك)، Es و نسبت باربري كاليفرنيا (CBR) برآورد مي گردد. سختي خاك در كرنش هاي كوچك (Gmax) از پارامترهاي اساسي خاك است و مي‏تواند براي انواع خاك ها و تحت بارهاي استاتيك و ديناميك استفاده شود. ارزيابي مستقيم سختي حداكثر و يا سختي در كرنش هاي كوچك، بسيار دقيق تر و قابل اعتمادتر از سختي اندازه گيري شده با استفاده از روابط همبستگي يا آزمون هاي آزمايشگاهي است. در اين مقاله، بر مبناي مقادير سختي لايه هاي خاك در كرنش هاي كوچك و با استفاده از تيوري الاستيسيته، رابطه اي براي برآورد ضريب عكس العمل بستر ارايه گرديده است. به منظور بررسي درستي روش پيشنهادي، نتايج آزمون‏هاي بارگذاري به همراه داده‏هاي آزمون‏هاي ژيوفيزيك لرزه اي در محل و نتايج آزمون‏هاي نفوذ در چند ساختگاه جمع آوري شد و مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج حاصل از بررسي‏ها نشان مي‏دهد كه رابطه پيشنهادي در اين مقاله مي‏تواند براي برآورد ضريب عكس العمل بستر استفاده شود و نسبت به روش هاي متداول از دقت بالاتر و خطاي كمتري برخوردار است.

Subgrade reaction modulus (Ks) is a conceptual relationship between soil pressure and deflection, which is widely used in structural analysis of various foundations. Values of Ks are assessed by relating them to intrinsic parameters of soil such as elastic modulus (Es) and California bearing ratio (CBR). The small-strain stiffness (Gmax) is a fundamental soil parameter, applicable to all types of geomaterials for static and dynamic loading. In-situ direct estimation of maximum stiffness or Gmax of soil are more accurate and reliable than the stiffness derived from resistance-based correlation or laboratory tests. This paper has provided a new method to estimate Ks based on Gmax. In order to validate the proposed method, results of the survey of loading tests and seismic geophysical tests of several sites were evaluated and compared. The results indicated that the proposed method in this study could be effectively used to predict the Ks of granular soils. This is much more accurate than the predictions of conventional methods.