Numerical analysis of shallow foundation on expansive soil
Other Title(s)
التحليل العددي للأساسات السطحية المنشأة على تربة انتفاشية قابلة للانتفاش
Joint Authors
Muwafi, Yusri Muhammad
Tawfiq, Ahmad Rushdi
Abd al-Sami, Walid Hasan
Abd al-Naim, Mustafa Abduh
Source
Journal of Al-Azhar University Engineering Sector
Issue
Vol. 17, Issue 63 (30 Apr. 2022), pp.480-501, 22 p.
Publisher
al-Azhar University Faculty of Engineering
Publication Date
2022-04-30
Country of Publication
Egypt
No. of Pages
22
Main Subjects
Topics
Abstract AR
تتواجد التربة القابلة للانتفاش على نطاق واسع في جمهورية مصر العربية وخاصة في المدن العمرانية الجديدة التي شهدت تطورا كبيرا في الآونة الأخيرة.
تتسم التربة القابلة للانتفاش بقدرتها العالية على التمدد والانكماش عند تعرضها لدورات من الترطيب والجفاف مما يؤدى إلى حدوث تباين في درجات الهبوط ينتج عنه حدوث شروخ في المنشأت المقامة عليها قد تصل إلى حد الانهيار.
تهدف الدراسة الحالية إلى دراسة سلوك الأساسات السطحية بنوعيها (القواعد المنفصلة وأساسات اللبشة المنشأة على تربة قابلة للانتفاشية ومدي تأثرها بها وكذلك تأثير استخدام تربة إحلال من الرمل النظيف والتربة المستخرجة من ناتج الحفر بعد معالجتها بإضافة ۲۰% من بودرة صخر الجير و۲% من مسحوق النانو سيليكا (على تقليل تأثير التربة الانتفاشية.
ومن أجل تحقيق تلك الأهداف تم تمثيل مبنى مكون من ستة طوابق هذا المبنى ضمن مباني فرع جامعة الأزهر الجديد بمدينة الكوثر بمحافظة سوهاج وهو مقام على تربة عالية الانتفاش والتي تم عمل دراسة عليها لتعيين خواص الانتفاش لها.
خلصت الدراسة إلى أن التأسيس على التربة القابلة للانتفاش بدون استخدام تربة إحلال تسبب زيادة عالية جدا في قيم كلا من عزوم الانحناء والقوى المحورية لعناصر الأساسات المختلفة حيث بلغت الزيادة في قيم كلا من عزم الانحناء للقواعد المنفصلة الخارجية (القواعد الركنية والشرائح الخارجية للبشة إلى ۱۰۰% و122% على التوالي من قيمها قبل حدوث الانتفاش.
أثبتت الدراسة أيضا أن الميد هي أكثر عناصر الأساسات تأثرا بالتربة الانتفاشية حيث وصلت الزيادة في قيم كل من عزوم الانحناء للميد الخارجية إلى ۳۰۰% من قيمها قبل الانتفاش.
استخدام تربة الإحلال من الرمل النظيف أو التربة القابلة للانتفاش المعالجة يقلل من تأثير التربة الانتفاشية على الأساسات ويقل هذا التأثير بزيادة سمك الإحلال حيث وصل التخفيض في قيم عزوم الانحناء للقواعد المنفصلة عند استخدام تربة إحلال من الرمل والتربة المعالجة بسمك 2.25% متر 75% و۷۰% على التوالي والتخفيض في عزوم الانحناء للميد وصل إلى ۱۰۰% و۸۳% على التوالي وكذلك التخفيض في عزوم الانحناء للبشة وصل إلى ٥٥.٣٣% و٥٢% على التوالي وذلك من قيم العزوم عند التأسيس بدون استخدام تربة إحلال.
عند التأسيس على التربة القابلة للانتفاش يفضل استخدام نظام القواعد المنفصلة عن اللبشة لان تأثير التربة القابلة للانتفاش على القواعد المنفصلة أقل من تأثيرها على اللبشة وكذلك عند استخدام تربة الإحلال تكون مؤشرات التحسن في سلوك القواعد المنفصلة أكبر من اللبشة.
Abstract EN
Expansive soils are mainly soils or rock materials that can shrink and swell in response to moisture content changes.
deformation of such soils is greater than elastic deformation and cannot be predicted by classical elastic plastic theory.
expansive soils cause damage to structures, particularly light structures and pavement.
this paper presents a numerical model for a six-story building constructed on expansive soil located in the new branch of al-Azhar university in al-Kawthar city, Sohag government.
a numerical model was simulated using Plaxis 3d foundation V20 software programme.
the isolated footing system and mat foundation system are used in the numeric model.
replacement sandy soils and expansive soils treated by adding 20% lime stone powder and 2% Nano silica are used with thickness 0.75m, 1.50m, and 2.25m to reduce expansive soil effects.
the main results show that, expansive soil causes an increase in footing moment, ground beam moment, and mat foundation moment by 100%, 300% and 122% respectively, without using replacement soil.
replacement soil lowers the effect of swelling soil on footing moment, but it does not restore it to its pre-swelling value.
using replacement sandy and treated soil with thickness 2.25m decreased footing moment, by 75% and 70% respectively, ground beam moment by 100% and 83% respectively, and mat foundation moment by 55.33% and 52% respectively, from its value without using replacement soil.
the extra moments should be taken into account in practice for the proper design of the foundation concrete section and reinforcement in order to avoid concrete damage.
American Psychological Association (APA)
Abd al-Sami, Walid Hasan& Muwafi, Yusri Muhammad& Abd al-Naim, Mustafa Abduh& Tawfiq, Ahmad Rushdi. 2022. Numerical analysis of shallow foundation on expansive soil. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector،Vol. 17, no. 63, pp.480-501.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393632
Modern Language Association (MLA)
Abd al-Sami, Walid Hasan…[et al.]. Numerical analysis of shallow foundation on expansive soil. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector Vol. 17, no. 63 (Apr. 2022), pp.480-501.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393632
American Medical Association (AMA)
Abd al-Sami, Walid Hasan& Muwafi, Yusri Muhammad& Abd al-Naim, Mustafa Abduh& Tawfiq, Ahmad Rushdi. Numerical analysis of shallow foundation on expansive soil. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector. 2022. Vol. 17, no. 63, pp.480-501.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393632
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references: p. 500-501
Record ID
BIM-1393632
