بررسی پارامترهای مقاومتی خاک ماسه ای و ماسه ای لای دار مسلح به الیاف پلی پروپیلن و تراشه های لاستیک فرسوده

ساخت سازه های مهندسی بر روی بستر نرم و سست به دلیل نشست های ناهمسان و گسیختگی های برشی و... دارای خطرات زیادی است. لذا یکی از روش های اصولی برای داشتن بستری سخت و محکم بحث تسلیح خاک است. با توجه به اینکه امروزه دفع مواد ضایعاتی کارخانه ها، به عنوان یکی از معضلات و مسائل اساسی در مهندسی محیط زیست مطرح است، لذابرای کاهش آلاینده های زیست محیطی، از این گونه ضایعات برای بهبود خواص مهندسی خاک استفاده شده است. الیاف پلی پروپیلن و لاستیک های فرسوده دو نوع از این تسلیح کننده های جدید هستند که تحقیقات زیادی در حال حاضردر مورد آنها بر روی خاک های مختلف از جمله ماسه انجام گرفته است. با توّجه به اینکه تأثیر توأم این تسلیح کننده ها بر روی خواص خاک مطرح نشده است، لذا هدف اصلی دراین پایان نامه تعیین پارامترهای مقاومتی خاک ماسه ای و همچنین خاک ماسه ای لای دار تسلیح شده با تراشه های لاستیک های فرسوده و الیاف پلی پروپیلن هر کدام به صورت مجزا و همچنین توأم با هم تحت آزمایش های برش مستقیم و cbr است. تراشه های لاستیک مورد استفاده به طول 24 میلیمتر، عرض 6 میلیمتر و ضخامت 5 میلیمتر است که در 4 درصد وزنی 15%، 18%، 21% و 25% به صورت وزنی از خاک خشک مورد استفاده قرار گرفته اند. الیاف مورد استفاده از نوع الیاف پلی پروپیلن به رنگ کرم هستند که چون از مواد زائد کارخانه های موکت سازی می باشند، لذا بحث طول در مورد آن ها مطرح نخواهد بود و در درصدهای وزنی مختلف، از 1/0% تا 8/0% به خاک افزوده شده و تحت آزمایش های مختلف قرار گرفته اند. آزمایش های برش مستقیم بر روی نمونه های ماسه ای تسلیح شده با الیاف pp نشان داد که افزودن الیاف پلی پروپیلن به خاک، باعث افزایش مقاومت برشی نمونه ها و میزان چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی نمونه ها نسبت به حالت غیر مسلح می گردد. اما بیش از آن که میزان زاویه اصطکاک داخلی خاک را تحت تأثیر خود قرار دهد، چسبندگی خاک را افزایش می دهد. همچنین آزمایش های برش مستقیم بر روی خاک ماسه ای لای دار، نشان داد که تأثیر الیاف pp بر روی چسبندگی در این خاک نیز، بیش از زاویه اصطکاک داخلی خاک است. طبق آزمایش ها، میزان الیاف 4/0% بهینه ترین حالت برای ترکیب ماسه با الیاف و میزان الیاف 3/0% بهینه ترین حالت برای خاک ماسه ای لای دار است. همچنین نتایج آزمایش های برش مستقیم بر روی خاک ماسه ای مخلوط شده با تراشه های لاستیک نشان داد که در این حالت نیز، همانند استفاده از الیاف در خاک ماسه ای، پارامتر چسبندگی خاک بیشتر تحت تأثیر مقدار تراشه ها قرار می گیرد، اما در مورد استفاده از این تراشه ها در خاک ماسه ای لای دار، می توان گفت که زاویه اصطکاک داخلی خاک به گونه ای چشمگیر تحت تأثیر این تراشه ها قرار می گیرد. بهینه ترین حالت برای خاک ماسه ای با این تراشه ها مقدار 21% و برای خاک ماسه ای لای دار، مقدار 25% می-باشد. پس از ترکیب خاک ماسه ای با میزان الیاف 4/0% و مقادیر مختلف تراشه لاستیک، مشخص شد که میزان لاستیک 21% بیشترین مقاومت را در ترکیب با الیاف حاصل می نماید. همچنین با ترکیب درصد بهینه لاستیک (21%) و میزان مختلف الیاف، این نتیجه حاصل شد که میزان الیاف 3/%0، بهینه ترین حالت از بین درصدهای مختلف الیاف می باشد. همچنین در خاک ماسه ای لای دار پس از ترکیب درصد بهینه لاستیک (25%) با میزان مختلف الیاف، میزان الیاف 1/0% و برای درصد بهینه الیاف (3/0%) با میزان مختلف لاستیک، میزان لاستیک 21% به عنوان مقادیر بهینه پیشنهاد می شود. آزمایش های cbr بر روی ماسه مخلوط شده با الیاف pp و یا تراشه های لاستیک، نشان از تأثیر مثبت این تسلیح کننده ها در افزایش میزان cbr می باشد. بهینه ترین حالت برای ماسه مخلوط شده با الیاف میزان 3/0% و برای تراشه های لاستیک میزان 21% می باشد. پس از مخلوط نمودن خاک ماسه ای با درصد بهینه الیاف (3/0%) و میزان مختلف لاستیک، مشخص شد میزان لاستیک 18% به عنوان درصد بهینه و از ترکیب درصد بهینه لاستیک (21%) با مقادیر مختلف الیاف، درصد الیاف (2/0%) به عنوان مقادیر بهینه بیان گردیدند. همچنین در مورد استفاده از این تسلیح کننده ها در خاک ماسه ای لای دار نیز می توان بیان نمود که این تسلیح کننده ها نیز باعث افزایش میزان cbr نسبت به حالت غیر مسلح می شود. اما نسبت cbr خاک تسلیح شده به خاک غیر مسلح در خاک ماسه ای لای دار، بیشتر از خاک ماسه ای می باشد. بهینه ترین میزان برای خاک ماسه ای لای دار و الیاف میزان 6/0% و برای خاک ماسه ای لای دار و تراشه های لاستیک، میزان 18% می باشد. با مخلوط نمودن میزان بهینه الیاف (6/0%) و درصدهای مختلف تراشه لاستیک، میزان لاستیک 21% و از مخلوط نمودن میزان بهینه لاستیک (18%) با میزان مختلف الیاف، میزان الیاف 3/0% به عنوان مقادیر بهینه معرفی شدند.