بررسی تأثیر طول و درصد وزنی الیاف بر مقاومت برشی خاک تثبیت شده با الیاف مصنوعی با توزیع تصادفی

در بسیاری از پروژه­های ساختمانی و راه­سازی، خاک محل دارای خواص مهندسی مورد نیاز مانند مقاومت برشی یا سختی کافی نبوده و نیاز به اصلاح و بهبود مشخصات آن دارد. روش‏های مختلف مکانیکی و شیمیایی برای تثبیت خاک وجود دارند که استفاده از المان‏های مسلح کننده مانند ژئوتکستایل­ها، ژئوگریدها و الیاف‏های طبیعی یا مصنوعی از روش‏های تثبیت مکانیکی خاک می‌باشد. در دهه‏های اخیر، استفاده از الیاف‏های مصنوعی منفصل با توزیع تصادفی برای بهبود خواص مکانیکی خاک، به­دلیل سهولت استفاده از این الیاف‏ها، هزینه­های کم تولید و زمان کوتاه اجرا متداول گردیده است. در این تحقیق، مقاومت برشی ماسه سیلت­دار تثبیت شده با الیاف مصنوعی منفصل شیشه با توزیع تصادفی به­صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. تمرکز این تحقیق بیشتر روی تأثیر طول و درصد وزنی الیاف بر پارامترهای مقاومتی خاک شامل چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی بوده است. نمونه‏های خاک تثبیت شده با الیاف به طول­های 5، 10، 20 و 30 میلی­متر با درصدهای وزنی 1/0، 2/0، 3/0، 4/0، 5/0 و 6/0 در 28 حالت مختلف تهیه شده و مقاومت برشی آنها با استفاده از دستگاه برش مستقیم تعیین گردیده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که افزودن الیاف باعث افزایش مقاومت برشی خاک می‌گردد. افزایش مقاومت برشی خاک اصلاح شده با الیاف مصنوعی در اثر افزایش چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی خاک بوده است. با افزایش درصد وزنی و طول الیاف، ابتدا مقاومت برشی خاک افزایش یافته و سپس کاهش می‌یابد. ولی در هر حال، مقاومت  برشی خاک تثبیت شده بیشتر از خاک غیر مسلح می‌باشد. مقادیر زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی خاک در شرایط بهینه به ترتیب حدود 30 و 40 درصد افزایش داشته است. با توجه به نتایج آزمایش­ها، مقدار بهینه درصد وزنی الیاف 4/0 درصد و طول بهینه آنها 10 میلی­متر بوده است.