بهبود خاک رس با ضایعات لاستیک تایر و فیبر مصنوعی در UCS
19,500 تومانشناسه فایل: 9975
چکیده
اخیرا مطالعات متعددی انجام شده است تا تاثیر فیبر تصادفی در رفتار ژئوتکنیکی خاک دانه ها را بررسی کنند. با این حال ، مطالعات خیلی کمی در مورد خاک های رس تقویت شده با فیبر انجام شده است. بنابراین، این کار آزمایشی به منظور بررسی تاثیر گنجاندن فیبر تصادفی بر رفتار ژئوتکنیک خاک های ماسه ای انجام شده است. این تحقیق استفاده از مواد فیبر زائد مانند ضایعات لاستیک تایر ، فیبر پلی اتیلن و پلی پروپیلن را برای اصلاح خاک های رس ارزیابی می کند. این تحقیق بر مقاومت و رفتار پویای خاک تقویت شده با مواد فیبر زباله گنجانده شده ی تصادفی تمرکز می کند. نمونه های تقویت نشده و تقویت شده در معرض تراکم غیر محصور، جعبه ی برش و آزمون فرکانس تشدیدی قرار گرفتند تا ویژگی های مقاومت و رفتار پویای آنها تعیین شود. این فیبر زباله، ویژگی های مقاومت و رفتار پویای خاک های رس را بهبود می بخشد. ضایعات لاستیک تایر ، فیبرهای پلی اتیلن و پلی پروپیلن می تواند به طور موفقیت آمیز به عنوان مواد تقویتی برای اصلاح خاک های رس استفاده شود.
مقدمه مقاله
مفهوم تقویت خاک با مواد فیبر طبیعی از دوران باستان منشا گرفته است. خاک های تقویت شده با فیبر توزیع تصادفی اخیرا توجه فزاینده ای در مهندسی کشاورزی به خود جلب کرده اند (Yetimoglu and Salbas, 2003). مفهوم و اصل تقویت خاک مقدمتا توسط Vidal (1969) توسعه یافت. او نشان داد که مقدمه ی عناصر تقویتی در حجم خاک ، مقاومت برشی متوسط را افزایش می دهد. هدف اولیه حجم خاک تقویتی بهبود پایداری آن ، افزایش ظرفیت تحمل آن و کاهش تسویه ها و تغییر شکل جانبی آن است (Hausmann, 1990; Prabakar and Sridhar, 2002; Yarbaşı et al., 2007).
برای تثبیت خاک های فراوان، چند روش تقویتی وجود دارد. این روش ها شامل تثبیت با مواد افزودنی شیمیایی، دوباره مرطوب سازی، جانشین خاک، کنترل تراکم، کنترل رطوبت، بارگذاری اضافه و روش های گرمایی است (Chen, 1988; Nelson and Miller, 1992; Steinberg, 1998). همه ی این روش ها ممکن است معایب عدم سودمندی و پرهزینه بودن را داشته باشند. بنابراین ، روش های جدید هنوز برای افزایش ویژگی های مقاومت و کاهش رفتار تورمی خاک های گسترده، مورد بررسی قرار می گیرند (Puppala and Musenda, 2002). بسیاری از محققان مواد طبیعی ، مصنوعی و محصولات جانبی را تجربه کرده اند تا از آنها به عنوان تثبیت کننده برای اصلاح خاک رس استفاده کنند (Aitcin et al., 1984; Sandra and Jeffrey, 1992; Kayabali, 1997; Asavasipit et al., 2001; Prabakar et al., 2003; Kalkan and Akbulut, 2004; Akbulut et al., 2004; Cetin et al., 2006; Kalkan, 2006).
به تازگی، تحقیقات آزمایشی بسیاری در مورد تقویت خاک ها با مواد فیبر طبیعی و مصنوعی توزیعی تصادفی وجود داشته است (Hoare, 1979; Hoover et al., 1982; Gray and Ohashi, 1983; Setty and Rao, 1987; Maher, 1988; Gray and Maher, 1989; Maher and Gray, 1990; Charan, 1995; Ranjan et al., 1996; Nataraj and McManis, 1997; Atom and Al-Sharif, 1998; Abu-Zreig et al., 2001; Makiuchi and Minegishi, 2001; Kaniraj and Havanagi, 2001; Santoni et al., 2001; Park and Tan, 2005; Terzano et al., 2005; Cetin et al., 2006). این بررسی های قبلی اشاره می کنند که ویژگی های مقاومتی خاک های تقویت شده با فیبر شامل فیبرهای توزیع تصادفی ، عملکرد حجم فیبر و شکاف سطح فیبر همراه با خاک و ویژگی های مقاومت فیبر است. کاربرد فیبرها در طرح و کاربرد ژئوتکنیکی، تمرکز اصلی در چندین مطالعه ی تحقیقی است زیرا مواد فیبری در مقایسه با سایر مواد هزینه ی رقابتی دارند (Crockford et al., 1993; Gregory and Chill, 1998; Puppala and Musenda, 1998; Musenda, 1999). علاوه بر این، این مواد فیبری می توانند از مواد زباله ی پلاستیکی بازیابی شوند، به طوری که روش تثبیت فیبر خاک می تواند به طور بالقوه کاهش یابد.
در این مطالعه ، ضایعات لاستیک تایر ، فیبرهای پلی اتیلن و پلی پروپیلن برای اصلاح خاک های رس استفاده شدند. این فیبرها از زباله های لاستیک فیبری و مواد پلی اتیلن و پلی پروفیلین به دست آمدند. خاک های رس بر حسب تعداد ویژگی های ترکیبی خاک رس- فیبر زباله همچون مقاومت فشاری تک محوری (UCS) ، پارامترهای مقاومتی و رفتار پویا، مورد بررسی قرار گرفته است.
هدف اصلی این پژوهش بررسی استفاده از مواد فیبر زباله در کاربردهای ژئوتکنیکی و ارزیابی اثرات ضایعات لاستیک تایر و فیبرهای مصنوعی در UCS، پارامترهای مقاومت و رفتار پویای چرخه های خاک است. داده های UCS از آزمایشات تراکمی ، پارامترهای مقاومت از آزمون های جعبه ی برش و پارامترهای پویا از تست های فرکانس تشدیدی تحت شرایط آزمایشگاهی بدست آمد.
ABSTRACT Modification of clayey soils using scrap tire rubber and synthetic fibers
A number of studies have been conducted recently to investigate the influence of randomly oriented fibers on the geotechnical behavior of grained soils. However, very few studies have been carried out on fiber-reinforced clayey soils. Therefore, this experimental work has been performed to investigate the influence of randomly oriented fiber inclusion on the geotechnical behavior of clayey soils. This research evaluates the use of waste fiber materials such as scrap tire rubber, polyethylene, and polypropylene fiber for the modification of clayey soils. This investigation focuses on the strength and dynamic behavior of the reinforced soils with randomly included waste fiber materials. The unreinforced and reinforced samples were subjected to unconfined compression, shear box, and resonant frequency tests to determine their strength and dynamic properties. These waste fibers improve the strength properties and dynamic behavior of clayey soils. The scrap tire rubber, polyethylene, and polypropylene fibers can be successfully used as reinforcement materials for the modification of clayey soils.
Introduction
The concept of soil reinforcement with natural fiber materials originated in ancient times. Randomly distributed fiber-reinforced soils have recently attracted increasing attention in geotechnical engineering (Yetimoglu and Salbas, 2003). The concept and principle of soil reinforcement was first developed by Vidal (1969). He demonstrated that the introduction of reinforcement elements in a soil mass increases the shear resistance of the medium. The primary purpose of reinforcing soil mass is to improve its stability, increase its bearing capacity, and reduce settlements and lateral deformation (Hausmann, 1990; Prabakar and Sridhar, 2002; Yarbaşı et al., 2007).
Several reinforcement methods are available for stabilizing expansive soils. These methods include stabilization with chemical additives, rewetting, soil replacement, compaction control, moisture control, surcharge loading, and thermal methods (Chen, 1988; Nelson and Miller, 1992; Steinberg, 1998). All these methods may have the disadvantages of being ineffective and expensive. Therefore, new methods are still being researched to increase the strength properties and to reduce the swell behaviors of expansive soils (Puppala and Musenda, 2002). Many investigators have experienced on natural, fabricated, and by-product materials to use them as stabilizers for the modification of clayey soils (Aitcin et al., 1984; Sandra and Jeffrey, 1992; Kayabali, 1997; Asavasipit et al., 2001; Prabakar et al., 2003; Kalkan and Akbulut, 2004; Akbulut et al., 2004; Cetin et al., 2006; Kalkan, 2006).
Recently, there have been many experimental researches on the reinforcement of soils with randomly disturbed natural and synthetic fiber materials (Hoare, 1979; Hoover et al., 1982; Gray and Ohashi, 1983; Setty and Rao, 1987; Maher, 1988; Gray and Maher, 1989; Maher and Gray, 1990; Charan, 1995; Ranjan et al., 1996; Nataraj and McManis, 1997; Atom and Al-Sharif, 1998; Abu-Zreig et al., 2001; Makiuchi and Minegishi, 2001; Kaniraj and Havanagi, 2001; Santoni et al., 2001; Park and Tan, 2005; Terzano et al., 2005; Cetin et al., 2006). These previous investigations indicate that strength properties of fiber-reinforced soils consisting of randomly distributed fibers are a function of fiber content and fiber-surface friction along with the soil and fiber strength characteristics. The use of fibers in geotechnical design and application is a major focus of several research studies because fiber materials are cost competitive with other materials (Crockford et al., 1993; Gregory and Chill, 1998; Puppala and Musenda, 1998; Musenda, 1999). In addition, these fiber materials can be recycled from plastic waste materials, so the fiber stabilization of soils method can potentially reduce.
In this study, scrap tire rubber, polyethylene, and polypropylene fibers were used to modify the clayey soils. These fibers were obtained from wastes of tire rubber, polyethylene, and polypropylene materials. The clayey soils were investigated in terms of a number of properties of the clayey soil–waste fiber mixtures such as unconfined compressive strength (UCS), strength parameters, and the dynamic behavior.
The main objectives of this research were to investigate the use of waste fiber materials in geotechnical applications and to evaluate the effects of scrap tire rubber and synthetic fibers on the UCS, strength parameters, and dynamic behavior of clayey soils. The data of UCS were obtained from the compression tests, strength parameters from the shear box tests, and dynamic parameters from the resonant frequency tests under laboratory conditions.
- مقاله درمورد بهبود خاک رس با ضایعات لاستیک تایر و فیبر مصنوعی در UCS
- بررسی استفاده از مواد فیبر زباله در کاربردهای ژئوتکنیکی و ارزیابی اثرات ضایعات لاستیک تایر و فیبرهای مصنوعی در UCS، پارامترهای مقاومت و رفتار پویای چرخه های خاک
- اصلاح خاک های خاک رس با استفاده از لاستیک لاستیک و الیاف مصنوعی
- پروژه دانشجویی بهبود خاک رس با ضایعات لاستیک تایر و فیبر مصنوعی در UCS
- اصلاح رس با ضایعات لاستیک تایر و فیبر مصنوعی
- پایان نامه در مورد بهبود خاک رس با ضایعات لاستیک تایر و فیبر مصنوعی در UCS
- تحقیق درباره بهبود خاک رس با ضایعات لاستیک تایر و فیبر مصنوعی در UCS
- مقاله دانشجویی بهبود خاک رس با ضایعات لاستیک تایر و فیبر مصنوعی در UCS
- بهبود خاک رس با ضایعات لاستیک تایر و فیبر مصنوعی در UCS در قالب پايان‌نامه
- پروپوزال در مورد بهبود خاک رس با ضایعات لاستیک تایر و فیبر مصنوعی در UCS
- گزارش سمینار در مورد بهبود خاک رس با ضایعات لاستیک تایر و فیبر مصنوعی در UCS
- گزارش کارورزی درباره بهبود خاک رس با ضایعات لاستیک تایر و فیبر مصنوعی در UCS