Omar و همکاران (۱۹۹۳) اثرات نسبت عرض به طول (B/L) شالوده را بر روی (BCR) با ژئوگرید تقویت کننده مورد بررسی قرار دادند]۲۴٫[ آنها از چهار مدل شالوده با ابعادmm 2/76 × mm 2/76، mm 2/76 × mm 4/152، mm 2/76 × mm 6/228، که بترتیب برابر با نسبت عرض به طول های ۱، ۵/۰و ۳۳۳/۰ می باشند، استفاده کردند. از یک جعبه با عرض m 91/0، طول m 91/0، و عمق m 91/0 بعنوان شالوده مستطیلی مورد استفاده قرار گرفت، درحالیکه آزمون های مدل بر شالوده نواری در جعبه ای با عرض mm 8/304، طول m 1/1، و عمق mm 914 انجام گرفت. خاک زیر پی از ماسه سیلیکای گردگوشه ریزدانه یکنواخت با اندازه مؤثر ذرات (D₁₀) برابر با mm 34/0، ضریب یکنواختی (C_u) برابر با ۵۳/۱، و ضریب انحنای (C_c) برابر با ۱۰/۱ تشکیل شده بود. آزمونهای مدل در وزن مخصوص خشک متوسط برابر با kN/m³ ۱۴/۱۷ (%۷۰D_r = ) انجام گرفتند. زاویه اصطکاک متناظر تعیین شده از آزمون برش مستقیم حدود °۴۱ بود. نتایج آزمون های مدل نشان دادند که عمق تأثیر مسلح کننده با افزایش نسبت عرض به طول (B/L) شالوده کاهش می یابد. این مقدار برای شالوده نواری حدود B2 و برای شالوده مربعی حدود B2/1 بود. عمق تأثیر، عمق کلی مسلح کننده است که زیر این مقدار نرخ افزایش (BCR) با افزودن لایه های مسلح کننده ناچیز است. همچنین حداکثر (BCR) با افزایش B/L شالوده برای نسبت های u/B و h/B برابر ۳۳/۰ و ۳۳/۰ با طرح بهینه مسلح کننده کاهش یافت. Omar و همکاران (۱۹۹۳) همچنین روابط تجربی زیر را برای طرح بهینه مسلح کننده ها پیشنهاد کردند.

که در آن d_cr عمق تأثیر ژئوگرید جایگزین شده، b_cr و l_cr عرض و طول مؤثر ژئوگرید می باشند. (BCR) نهایی حداکثر در مطالعه آنها در محدوده ۳ تا ۵/۴ بدست آمد، در حالیکه B/L از ۰ تا ۱۰ متغیر بود]۲۳٫[
Das و Omar (1994) اثرات عرض شالوده بر (BCR) آزمون های مدل روی ماسه مسلح شده با ژئوگرید را مورد مطالعه قرار دادند]۲۴٫[ شش اندازه مختلف شالوده نواری مدل با عرضهای
mm 8/50، mm 2/76، mm 6/101، mm 127، mm 4/152، mm 8/177 در آزمون های مدل مورد استفاده قرار گرفت. طول تمام شالوده ها برابر mm 8/304 میباشد. آزمون های مدل در جعبه ای با ابعاد m 96/1 (طول) × m 305/0 (عرض) × m 914/0 (ارتفاع) انجام شدند. خاک زیر پی متشکل از ماسه با اندازه مؤثر ذرات (D₁₀) برابر با mm34/0، ضریب یکنواختی (C_u) برابر با ۵۳/۱، و ضریب انحنای (C_c) برابر با ۱۰/۱ بود. ماسه با دانسیته نسبی ۵۵%، ۶۵%، و ۷۵% به درون جعبه ریخته شد.
از نتایج آزمایش، مشاهده کردند که نسبت نشست (s/B) در بار نهایی، برای خاک غیر مسلح در حدود ۶-۸% و ۱۶-۲۳% برای RSF در بار نهایی بود. همچنین نتایج آزمایش نشان داد که بزرگی نسبت ظرفیت باربری (BCR) با کاهش چگالی نسبی از ۵/۲~۱/۴ تا ۳~۴/۵ افزایش یافت. بر اساس نتایج آزمایش، به این نتیجه رسیدند که بزرگی BCR با افزایش عرض شالوده از ۱/۴~۴/۵ به ۵/۲~۳ کاهش یافت]۲۴٫[
Yetimoglu و همکاران (۱۹۹۴) ظرفیت باربری شالوده های مستطیلی را بر ماسه مسلح شده با ژئوگرید با بهره گرفتن از هر دو مدل آزمایشگاهی و تحلیل عددی بررسی نمودند]۲۴٫[ آزمون های مدل در جعبه فولادی به عرض cm 70، طول cm 70، و عمق cm 100 انجام شدند. یک صفحه فلزی مستطیلی شکل به طول mm127، عرض mm 5/101، و ضخامت mm 5/12 بعنوان شالوده مدل مورد استفاده قرار گرفت. خاک زیر پی متشکل از ماسه یکنواخت با اندازه مؤثر ذرات (D₁₀) برابر با mm 15/0، ضریب یکنواختی (C_u) برابر با ۳۳/۲، و ضریب انحنای (C_c) برابر با ۷۶/۰ تشکیل شده بود. آزمون های مدل در وزن مخصوص خشک متوسط برابر با kN/m³ ۱۶/۱۷ (%۷۰~۷۳D_r = ) انجام گرفتند. زاویه اصطکاک متناظر تعیین شده از آزمون برش مستقیم حدود °۴۱ بود.
نتایج آزمایش نشان داد که نسبت نشست (s/B) در گسیختگی برای تمام ماسه های مسلح شده و نشده در حدود ۰۳/۰~۰۵/۰ بود، درحالیکه BCR از ۸/۱ تا ۹/۲ متغیر بود. بنابراین بنظر می رسد نشست شالوده در حالت گسیختگی تحت تأثیر قابل توجه تقویت کننده ژئوگرید قرار ندارد. این مشاهدات از نتایج آزمایش با نتایج Das و Omar (1994) متفاوت میباشد. بر اساس هر دو نتایج آزمون مدل و مطالعه عددی، یافته های زیر گزارش شده اند:
۱- نسبت فاصله بهینه لایه بالایی (u/B) در ماسه مسلح شده با یک لایه و چند لایه مسلح کننده، بترتیب، حدود ۳/۰ تا ۲۵/۰ بدست آمد.
۲- نسبت فاصله بهینه قائم (h/B) بین لایه های مسلح کننده بر اساس تعداد لایه های مسلح کننده برابر ۲/۰ تا ۴/۰ تعیین شد.
۳- عمق مؤثر تقریباً B5/1 و نسبت عرض مؤثر (l /B) مسلح کننده ها در حدود ۵/۴ بود.

(شکل ۳-۱): پارامترهای پی مستقر بر خاک مسلح شده با ژئوسنتتیک ]۲۵[

۳-۲- مطالعه آزمایشگاهی

۳-۲-۱- بررسی رفتار بار- نشست پی های نواری مستقربرخاک مسلح با ژئوگرید برروی حفره

وجود حفره درخاک باعث کاهش ظرفیت باربری پی های سطحی نزدیک به حفره می شودکه میزان این کاهش، تابع عوامل متعددی ازجمله نوع خاک، تراکم،عمق مدفون حفره، خروج از مرکزیت حفره نسبت به پی، هندسه حفره و عمق پی میباشد. بدیهی است که با وجود تفاوتهای عمدهای که در وضعیت تنشها در خاکزیر پی برای حالت بدون حفره وحالت با حفره وجود دارد، به هیچ وجه
نمیتوان رفتار مشابهی را برای این دوحالت متصور شد.در واقع مکانیزم گسیختگی خاک در زیر پی برای این دو حالت بایکدیگرتفاوت عمدهای دارد. نتایج نشان میدهد با افزایش تراکم خاک ظرفیت باربری افزایش مییابد. همچنین تسلیح خاک با بهره گرفتن از ژئوگرید به علت تغییردر توزیع تنش در خاک زیرپی و سبب افزایش ظرفیت باربری پی میشود.
در مطالعه حاضر با بهره گرفتن از یک مدل فیزیک اثر دانسیته نسبی خاک در دو حالت شل (دانسیته نسبی ۴۲%) و تقریبا متراکم (دانسیته نسبی ۷۳%)و همچنین اثر تسلیح خاک با ژئوگرید بر ظرفیت باربری پی واقع برخاک حفره دار بررسی شده است. جهت انجام آزمایشها از یک تانک آزمایش برای مدل کردن رفتار کرنش مسطح خاک زیرپی نواری، سیستم بارگذاری جهت اعمال بار بر پی، سلول بار و مبدل تغییر مکان جهت اندازه گیری بار و نشست پی استفاده شده است. نتایج نشان
میدهد که جهت کاهش اثر حفره واقع در محدوده پی بر ظرفیت باربری، افزایش دانسیته نسبی خاک و همچنین تسلیح خاک تاثیر بسزایی دارند.

۳-۲-۲- دستگاه آزمایش ومشخصات مصالـح

تانک آزمایش مورد نظردراین آزمایش ها دارای ابعاد۲۲×۱۰۰×۱۰۰ سانتیمتر(طول ۱۰۰سانتیمتر،ارتفاع ۱۰۰سانتیمتروضخامت ۲۲سانتیمتر)است. قاب اصلی دستگاه که به منظور نصب تانک آزمایش، سیستم بارگذاری، سیستم بارش وملحقات دیگر شامل دو ستون قائم که یک تیرافقی(ساخته شده ازورقهای فولادی)روی ستون ها جوش شده است، می باشد.روی تیرافقی یک شکاف ایجاد
میشود تا امکان عبور محور سیستم بارگذاری از داخل این شکاف درحین اعمال بار بر روی ترانشه ایجادگردد. سیستم طوری طراحی شده که پایداری مناسبی دربحرانی ترین حالت را داشته باشد(شکل۳- ۲).

(شکل ۳-۲): تصویرتانک آزمایش درحالت قائم ]۲۵ [

سیستم بارگذاری ازیک سیلندرهیدرولیک ،پمپ ومخزن جهت تولید فشار روغن وبخش کنترل کننده تشکیل شده است.توسط سیستم مورد نظر بارگذاری استاتیکی و سیکلی قائم با دامنه و فرکانس (تاحداکثرده هرتز) قابل تولید و اعمال می باشد. در آزمایشات دینامیکی بدلیل تغییرات شدید بار نسبت به زمان کلیه قرائتها متعلق به میزان تنش و تغییر شکل باید به طور اتوماتیک صورت گیرد، وسایل اندازه گیری اتوماتیک مورد نیازبه طورخلاصه شامل اندازه گیری نیرو(Load cell)و تغییر مکان سنج (LVDT) برای اندازه گیری جابجایی سطحی میباشد.
ماسه مورداستفاده یک نوع ماسه سنگ سیلیس طبیعی معدن فیروزکوه که توسط شرکت تاوان سیلیس دراندازه های مختلف تولید می شود،استفاده گردید]۲۵[.به این ترتیب مصالح با اندازه های مختلف ازیک نوع کانی واحد می باشند.اندازه ذرات ماسه مورد استفاده بین ۲/۰تا۸/۰میلیمتر بوده و پارامترهای مختلف ماسه طبق آزمایشات انجام مطابق جدول ۳-۱ بدست آمده است. شکل ۳-۳ توزیع اندازه ذرات مورداستفاده را نشان می دهد.

جدول ۳-۱- مشخصات خاک نوع۱]۲۵ [