بررسی تجربی رفتار مخلوط خاک و خرده لاستیک مسلح شده با چند لایه ژئوسل تحت بارگذاری تکراری

در رساله حاضر به منظور بررسی رفتار بستر مسلح با چندلایه ژئوسل و همچنین ترکیب لایه های ژئوسل و لایه های مخلوط خاک و خرده لاستیک، آزمایش های بارگذاری استاتیکی و سیکلی نسبتاً جامعی روی صفحه بارگذاری به قطر 300 میلیمتر انجام شده است. آزمایش ها در ترانشه ای به ابعاد 2000*2000 میلیمتر در پلان و 700 میلیمتر در ارتفاع، حفر شده در زمین طبیعی، صورت گرفته است. ژئوسل دارای ابعاد چشمه 110*110 میلیمتر، ضخامت 100 میلیمتر و خرده-های لاستیک از نوع دانه ای بوده است. ضخامت بهینه پوشش خاک روی اولین لایه ژئوسل و فاصله بهینه بین لایه های ژئوسل صرفنظر از نوع بارگذاری (استاتیکی یا سیکلی) حدود 2/0 قطر صفحه بارگذاری و درصد بهینه خرده لاستیک در مخلوط با خاک حدود 8% وزنی مخلوط بدست آمدند. نتایج حاصل از آزمایش های استاتیکی مبین افزایش باربری و کاهش نشست صفحه بارگذاری با افزایش میزان تسلیح (ژئوسل یا مخلوط خاک و خرده لاستیک) است. همچنین نتایج آزمایش های سیکلی تحت 15 سیکل از دو تراز تنش 400 و 800 کیلوپاسکال مبین توسعه نشست های مفرط و ایجاد شرایط ناپایدار در بستر غیرمسلح است، در حالیکه تسلیح بستر با لایه های ژئوسل و مخلوط خاک و خرده لاستیک ضمن کاهش نشست بستر (کاهش نشست های پلاستیک و افزایش نشست های الاستیک) موجب ایجاد شرایط پایدار در نشست بستر می گردد. به طورکلی تحت هر دو نوع بارگذاری، رفتار بستر مسلح با لایه های مخلوط خاک و خرده لاستیک در ترکیب با ژئوسل در مقایسه با رفتار بستر مسلح با لایه های ژئوسل تنها بهبود می یابد. به عنوان مثال، در آزمایش های استاتیکی، در نسبت نشست 2% (2%=s/d) مقادیر نسبت باربری بستر مسلح به بستر غیرمسلح به ترتیب برای بستر مسلح با سه لایه ژئوسل و بستر مسلح با ترکیب سه لایه ژئوسل و سه لایه مخلوط خاک و خرده لاستیک برابر 3/2 و 3 است. همچنین تسلیح بستر، با توجه به فراهم نمودن امکان پخش بیشتر بار در عمق بستر، موجب کاهش مقادیر تنش در مقایسه با بستر غیرمسلح می گردد، که این کاهش با قرارگیری لایه های مخلوط خاک و خرده لاستیک در زیر لایه های ژئوسل افزایش می یابد. به عنوان نمونه، در آزمایش بارگذاری سیکلی تحت تراز تنش 800 کیلوپاسکال بسته به تعداد لایه های تسلیح، میزان فشار در عمق 350 میلیمتر زیر سطح بارگذاری در بستر مسلح در حدود 58% تا 68% مقادیر متناظر در بستر غیرمسلح است. در مجموع استفاده از ترکیب ژئوسل و خرده لاستیک علاوه بر افزایش باربری بستر و کاهش نشست آن، می تواند از نقطه نظر استفاده از لاستیک های فرسوده و مسائل زیست محیطی در پروژه های عملی بسیار مفید باشد. کلمات کلیدی: ژئوسل چندلایه، مخلوط خاک و خرده لاستیک، بستر راه، ظرفیت باربری، نشست، بارگذاری سیکلی، آزمایش بارگذاری صفحه، تغییرشکل الاستیک و پلاستیک.