Improvement of an Undisturbed Peat Soil with Jet Grout Columns: Physical and Numerical Modeling


Creative Commons License

Yalçın H., Kaya Z., Çadır C. C., Uncuoğlu E., Erol A., Akın M.

ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING, cilt.48, sa.7, ss.1-20, 2023 (SCI-Expanded)

  • Yayın Türü: Makale / Tam Makale
  • Cilt numarası: 48 Sayı: 7
  • Basım Tarihi: 2023
  • Doi Numarası: 10.1007/s13369-023-08052-9
  • Dergi Adı: ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
  • Derginin Tarandığı İndeksler: Science Citation Index Expanded (SCI-EXPANDED)
  • Sayfa Sayıları: ss.1-20
  • Abdullah Gül Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Enjeksiyonlu turba zemini gibi kompozit formlu zeminin taşıma kapasitesi, jet grout kolonları (JGC'lar) kullanılarak iyileştirilebilecek çok önemli bir tasarım parametresidir. Yeni sanayi bölgelerine duyulanihtiyacın ve inşaat için uygun bölgelerin azalmasının birleştirici etkisi, bol miktarda bulunan turba zeminlerin taşıma kapasitesinin iyileştirilmesine yönelik araştırmaları gerektirir. Turba zemin üzerinde rutin olarak rapor edilen çalışmala a rağmen, iyileştirme çalışmaları temel olarak örselenmiş zemin numuneleri üzerinde yapılmıştır. Örselenmemiş turba zemin üzerinde numune toplama teknikleri veya deneyler üzerine araştırmalar yoğun bir şekilde yapılmamıştır. Bu çalışmada, eksenel yükleme testleri kullanılarak laboratuvarda örselenmemiş turba zeminlerin özelliklerini karşılaştırmak için bir yerli jet grout cihazı kullanılmıştır. Özel tasarlanmış çelik kutular kullanılarak numuneler bozulmadan toplanırken, çelik kutular içindeki turba zemin jet grout kolonları ile iyileştirilmiştir. Ek olarak, geliştirilmiş zeminin davranışını tahmin etmek için PLAXIS 3D simülasyonları kullanılmıştır. Sonuçlar, toprağın taşıma kapasitesinin, iyileştirilmemiş organik zemine kıyasla kare temeller için 4 kat (2×2 JGC) ve şerit temeller için 4,5 kat (3×1 JGC) arttığını göstermiştir.

The bearing capacity of the composite-formed soil, such as grouted peat soil, is a crucial design parameter that can be improved by employing jet grout columns (JGCs). The coupling effect of the requirement of new industrial sites and reduction in the suitable regions for construction requires research on improving the bearing capacity of abundantly available peat soils. Despite routinely reported studies on peat soil, improvement studies basically took upon the disturbed soil samples. Research on the sample collecting techniques or experiments on undisturbed peat soil has not been conducted intensively. This study uses a domestic jet grout device to compare features of the undisturbed peat soils at the laboratory using axial loading tests. While samples were collected undisturbedly using specially designed steel boxes, the peat soil within the steel boxes was improved by jet grout columns. Additionally, PLAXIS 3D simulations were used to estimate the behavior of the improved soil. Results showed that the bearing capacity of the soil increased 4 times for square foundations (2 × 2 JGC) and 4.5 times for strip foundations (3 × 1 JGC) compared to the unimproved organic soil.