KFUPM ePrints

PERFORMANCE AND DESIGN OPTIMIZATION OF STONE COLUMN IN SABKHA SOILS

l PERFORMANCE AND DESIGN OPTIMIZATION OF STONE COLUMN IN SABKHA SOILS. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF - Published Version
Restricted to Abstract Only until 23 November 2016.

9Mb

Arabic Abstract

استخدام الاعمدة الحصوية كواحدة من الطرق الفعالة لتحسين التربة السبخية في ازدياد مستمر وذلك لما توفره هذه الطريقة من القدرة على تقوية التربة و تحويل الاحمال العالية من المنشآت الصناعية عبر الاساسات، الا ان القدرة على توقع الهبوط في الاساسات المرتكزة على الاعمدة الحصوية في التربة السبخية لم تدرس بدقة. الهدف الاساسي من هذا البحث هو دراسة كل العوامل التي يعتقد انها تؤثر على اداء الاعمدة الحصوية في التربة السبخية وذلك من خلال الملاحظات الحقلية والمحاكاة العددية. بالإضافة الي ذلك، تم اقتراح طريقة ومخططات لتصميم الاعمدة الحصوية في التربة السبخية والتحقق منها بمقارنتها مع معلومات حقلية موثقة جيدا اختيرت من مشاريع التشييد من المنطقة الشرقية في المملكة العربية السعودية تم استخدام الاعمدة الحصوية في هذه المشاريع لتحسين التربة السبخية. وقد تمت دراسة طرق مختلقة لتقيم التحسن في طبقات التربة بما في ذلك التربة السبخية الناتج من إنشاء الاعمدة الحصوية. علاوة على ذلك تم تطوير والتحقق من مقاربة جديدة تستخدم لتوقع خواص التربة الرملية والسبخية بعد إنشاء الاعمدة الحصوية. وتم استخدام طريقة العناصر المحددة لاختبار الطريقة الافضل لمحاكاة أثر تثبيت الاعمدة الحصوية على التربة المحيطة، وتمت مقارنة النتائج مع المعلومات الحقلية من ثلاثة مشاريع مختلفة وذلك للتأكد من دقة النموذج في محاكاة اداء الاعمدة الحصوية. بالإضافة الي ذلك، فان النموذج المقترح تم استخدامه لدراسة تأثير العوامل المختلفة التي تؤثر على اداء الاعمدة الحصوية على المدى القصير والمدى البعيد. تم اقتراح طريقة جديدة لتصميم الاعمدة الحصوية في التربة السبخية اعتماداً على دراسة عميقة للعوامل المؤثرة حيث تعتمد هذه الطريقة على نسبة مساحة الابدال وخواص طبقات التربة المحيطة. النتائج المستخلصة من هذه الطريقة اظهرت توافقاً جيداً مع المعلومات الحقلية، لذلك يمكن الاعتماد على هذه الطريقة لتصميم الاعمدة الحصوية في التربة السبخية بصورة مثلى ودقيقة.

English Abstract

The use of stone columns, as one of the effective method to improve Sabkha soils, has increased in construction practice to fulfill the industry demand for transmitting larger loads through foundations. However, the ability to predict settlement of foundations resting on stone columns in Sabkha soils has not been thoroughly studied. The main objective of this work is to study all parameters, which are believed to govern/affect the performance of stone columns in Sabkha soil through field observations and numerical simulation. In addition, the study addresses the generation of design charts and procedures for stone columns in Sabkha soils and validation of these design procedures with field data. In this research, well-documented field data of projects in Eastern Saudi Arabia that utilized stone columns for improvement of Sabkha, was studied in detail. Different methods were applied to assess the improvement of the soil layers (including Sabkha) upon the installation of stone columns. In addition, a new approach was developed and validated to predict the design parameters of cohesionless and Sabkha soils after installation of stone columns. Finite element modeling was used to investigate preferable methods for simulating the installation effects of the stone columns. The ability of these numerical models to accurately capture the performance of stone columns was validated/ verified by simulating field load tests on single and group of stone columns for threedifferent case studies. These studies have different stone column patterns, sabkha thickness and column spacing. In addition, the validated models were used as a powerful tool to examine the influence of different parameters on the short and long-term performance of stone columns in Sabkha. A new simplified design method for stone columns in sabkha soils that accounts for area replacement ratio, elastic modulus of column material and soil layering has been proposed based on a series of parametric studies. The results obtained from this simplified method are producing good correlation with field data for sabkha soils. Such proposed method can be used to design stone columns in sabkha in an optimum and accurate manner.



Item Type:Thesis (PhD)
Subjects:Civil Engineering > Geotechnical Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Civil Engineering Dept
Committee Advisor:Aiban, Saad
Committee Members:Abduljauwad, Sahel and Amoudi, Omar and Al-Gahtani, Husain and Al-Shuhail, Abdullatif
ID Code:139764
Deposited By:MOHAMAD HASSAN ALI (g201003340)
Deposited On:29 Nov 2015 07:56
Last Modified:29 Nov 2015 07:56

Repository Staff Only: item control page