Experimental and theoretical determination of settlement of shallow footing on liquefiable soil

• Published in: Journal of Engineering 2020-09, Vol.26 (9), p.155-164
• Main Authors: Sadiq, Ahmed Mohammed, Albusoda, Bushra Suhale
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Experimental evaluation, Bentonite, Grouting, Liquefaction, statistical analysis, Settlement, Cement kiln dust; التربة
• ISSN: 1726-4073; 2520-3339
• DOI: 10.31026/j.eng.2020.09.10

A high settlement may take place in shallow footing when resting on liquefiable soil if subjected to earthquake loading. In this study, a series of shaking table tests were carried out for shallow footing resting on sand soil. The input motion is three earthquake loadings (0. 05g, 0. 1g, and 0. 2g). The study includes a reviewing of theoretical equations (available in literatures), which estimating settlement of footings due to earthquake loading, calibration, and verification of these equations with data from the shaking table test for improved soil by grouting and unimproved soil. It is worthy to note that the grouting materials considered in this study are the Bentonite and CKD slurries. A modification to the seismic settlement equations, by statistical analysis using SPSS software, had been done to account for the liquefaction state. The modified equation showed a good convergence with the measured settlement values. عند حدوث الهزات الارضية تتعرض الترب الرملية الضعيفة المشبعة الى احتمالية حدوث ظاهرة التسييل و هو مايؤدي الى فشل في المنشات الموجودة و حدوث نزول كبير في الاسس الخاصة بهذه المنشات و خاصة الضحلة منها. و لهذا الغرض تم اجراء سلسلة من التجارب المختبرية باستخدام المنضدة الهزازة مع تمثيل للاسس الضحلة المنشاة على ترب رملية مشبعة و ضعيفة القوام، حيث تم استخدام عدة مستويات من التعجيل المسلط (0. 05g، 0. 1 g، 0. 2g ) لتمثييل و دراسة سلوك التربة اثناء الاهتزازات و تاثيرها على الاسس الموجودة. و لتقليل التسييل الحاصل نتيجة تراكم ضغط ماء المسام تم معالجة التربة لتقليل التاثير من الحمل الاهتزازي تم استخدام طيقة الحقن النفاذ بواسطة مواد متوفرة محليا كطين البنتونايت و غبار مرسبات السمنت. من المعروف ان حساب الهبوط للاسس يتم بواسطة معادلات نظرية اعدت لهذا الغرض للحالات التي يكون الحمل فيها داينميكي كالهزات الارضية و غيرها، تعتمد هذه المعادلات على عدة عوامل بعضها له علاقة بالتربة و الاخر بشدة الحمل و تردده. و من خلال دراسة العوامل المؤثرة لوحظ عدم وجود او ادخال لعامل ازدياد ضغط ماء المسام ودوره في حدوث التسييل و الذي يؤدي الى نزول كبير في الاسس. وعليه تم اقتراح تعديل على المعادلات العاملة لغرض استيفائها لجميع العوامل المؤثرة كذلك جعل الصيغ المعدلة تلائم اليات التحسين المقترحة للتربة في هذه الدراسة و امكانية تطبيقها على اليات اخرى او طرق مغايرة. و من خلال التحليل الاحصائي و مقارنة النتائج بالبيانات المستحصة من التجارب العكملية وجد ان الصيغ المطورة مقاربة و ملائمة لنتائج التجارب و يمكن استخدامها كصيغ معتمدة في حالات مماثلة وفي تقييم و تحديد النزول المتوقع للاسس في مواقع مشابهة.