NUMERICAL ANALYSIS OF SHALLOW FOUNDATION ON EXPANSIVE SOIL | ||||
| Journal of Al-Azhar University Engineering Sector | ||||
| Article 2, Volume 17, Issue 63, April 2022, Page 480-501 PDF (907.84 K) | ||||
| Document Type: Original Article | ||||
| DOI: 10.21608/auej.2022.233745 | ||||
 View on SCiNiTO | ||||
| Authors | ||||
| waleed hassan Abd El-Samea1; Yousry Mohamed Mowafy1; Mostafa Abdo Abd El-Naiem2; Ahmed Roshdy Towfeek1 | ||||
| 1Civil Engineering Dept., Faculty of Engineering, Al-Azhar University | ||||
| 2Civil Engineering Dept., Faculty of Engineering, Assuit University | ||||
| Abstract | ||||
| 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. تتواجد التربة القابلة لالنتفاش على نطاق واسعف ى جورور ة و عر الةرب ة و ا عة ى الودر الةوران ة الجد د التى طعرد تطورا کب را ى االونعة اال ر تتسععععر التربعة القعابلعة لالنتفعاش بقعدرترعا الةعال عة على التوعدد واالنکوعاش عنعد تةرتععععرعا لعدورا ور الترط ع والجفاف ووا ؤدى الى حدوث تبا ر ى درجا الربوط نتج عنه حدوث طعرو ى الونطع الوقاوة عل را د ت عل الى حد االنر ار تردف الدراسعة الحال ة الى دراسعة سعلوال االسعاسعا السعطح ة بنوع را ا القواعد الونف علة واسعاسعا اللبطعةع الونطع ق على تربة ابلة لالنتفاطععع ة وودأ ت اربا برا وک لال ت ا ر اسعععت دار تربة احالل ور الرول الن ف والتربة الوسعععت رجة ور ناتج الحفر بةد وةالجترا اباتععا ة 20 %ور بودر عع ر الج ر و2 %ور وسععحوق النانو سعع ل کا ععلى تقل ل ت ا ر التربة االنتفاطعع ة وور اجل تحق ل تلال االبداف تر توا ل وبنى وکور ور سعتة طوابل ب ا الوبنى تعور وبانى ر جاوةة االزبر الجد د بود نة الکوار بوحا ة سعوبا وبو وقار على تربة عال ة االنتفاش والتى تر عول دراسة عل را لتة ر واص االنتفاش لرا ل ع الدراسعة الى ار الت سع ل على التربة القابلة لالنتفاش بدور خسعت دار تربة احالل تسعب ز اد عال ة جدا ى ر کال ور عزور االنحناء والقوى الوحور ة لةنا عر االسعاسعا الو تلفة ح ث بلل الز اد م ر کال ور عزر االنحناء للقواعد الونف علة ال ارج ة االقواعد الرکن ةع والطعراح ال ارج ة للبطعة الى 100 %و122 %على التوالى ور ورا بل حدوث االنتفاش خابت الدراسعة ا تعا ار الو د بى خکار عنا ععر االسععاسععا ت ارا بالتربة االنتفاطعع ة ح ث و ععل الز اد م ر کل ور عزور االنحناء للو د ال ارج ة الم 300 %ور ورا بل االنتفاش اسعت دار تربة االحالل ور الرول الن ف او التربة القابلة لالنتفاش الوةالجة قلل ور ت ا ر التربة االنتفاطع ة على االسعاسعا و قل ب ا الت ا ر بز اد سوال االحالل ح ث و ل الت ف ض ى ر عزور االنحناء للقواعد الونف لة عند است دار تربة احالل ور الرول والتربة الوةالجة بسوال 25.2 وتر 75%و70 %على التوالى والت ف ض ى عزور االنحناء للو د و ل الى 100%و 83 %على التوالى وک لال الت ف ض ى عزور االنحناء للب طعة و عل الى 33.55 %و 52 %على التوالى و لال ور ر الةزور عند الت سع ل بدور اسعت دار تربة احالل عند الت سع ل على التربة القابلة لالنتفاش فتعل اسعت دار ن ار القواعد الونف علة عر اللبطعة الر ت ا ر التربة القابلة لالنتفاش على القواعد الونف ععلة ا ل ور ت ا ربا على اللبطععة وک لال عند اسععت دار تربة االحالل تکور وؤطععرا التحسععر ى سععلوال القواعد الونف لة خکبر ور اللبطة | ||||
| Keywords | ||||
| Expansive Soil; Isolated Footing; Ground Beam and Mat Foundation التربة االنتفاشية; القواعد المنفصلة; الميد; االساسات الحصيرة | ||||
|
Statistics Article View: 537 PDF Download: 775 |
||||
