ارزیابی آزمایشگاهی رفتار استاتیکی و دینامیکی خاک های دانه ای اصلاح شده با تزریق پلیمر مایع

بهبود کیفیت و اصلاح خاک از جمله مسائلی است که مهندسین عمران همواره با آن درگیر بوده اند و روش های گوناگونی برای انواع خاک ها به کار گرفته شده است. در این میان خاک های دانه ای و رسوبات ماسه ای سست، به دلیل خصوصیات مقاومتی و ظرفیت باربری پایین، نفوذپذیری زیاد و همچنین مسائلی که در گودبرداری و حفاری در این خاک ها وجود دارد همواره مشکل ساز بوده و روش های مختلفی مانند مهار، میخ کوبی، میکروپایل، تزریق و غیره برای این نوع خاک ها به کار گرفته می شود. تکنیک تزریق، امروزه به عنوان یکی از روش های رایج برای اصلاح این نوع خاک هاست و به منظور رسیدن به اهدافی مشخص، که مهم ترین آنها کاهش نفوذپذیری و بهبود خواص مقاومتی خاک است به کار گرفته می شود. تزریق شیمیایی روشی نسبتاً جدید است که به منظور بهبود خواص خاک های دانه ای ریزدانه، که به دلیل کوچک بودن منافذ آنها امکان تزریق سیمان در آنها وجود ندارد، کاربرد دارد. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی اثر تزریق شیمیایی روی ماسه بد دانه بندی شده پرداخته شده است. ماده تزریقی یک رزین پایه آمینی با نام تجاری ftr-88، می باشد که برای اولین بار به عنوان دوغاب تزریق مورد استفاده قرار گرفته ولی در تحقیقات پیشین، کاربرد این رزین برای تثبیت سطحی خاک و همچنین به عنوان ماده افزودنی قیر، نتایج قابل قبولی به همراه داشته است . این ماده خصوصیات یک سیال مناسب برای تزریق، یعنی قابلیت رقیق شدن و همچنین کنترل زمان گیرش را داراست و می توان آن را در محیط های اشباع نیز به کار گرفت. نمونه های تزریق شده دارای قطر 5 سانتیمتر و ارتفاع 11 سانتیمتر هستند. تزریق هم در نمونه های اشباع و هم در نمونه های خشک و با رعایت کلیات استاندارد astm d4320، روش استاندارد برای آماده سازی آزمایشگاهی نمونه های تزریق شده با دوغاب شیمیایی برای تعیین پارامترهای مقاومت طراحی، انجام شده است. نمونه های اشباع پس از تزریق، در زیر آب، و نمونه های خشک در هوای آزاد عمل آوری شده اند. متغیرهای درصد تراکم خاک و تعداد روز عمل آوری برای نمونه ها در نظر گرفته شده است. آزمایش های صورت گرفته شامل نفوذپذیری نمونه های اشباع، تک محوری نمونه های خشک، تک محوری نمونه های اشباع، سه محوری uu نمونه های خشک، سه محوری cu نمونه های اشباع، بارگذاری سه محوری دوره ای نمونه های اشباع و تعیین سرعت موج فشاری ضربه ای نمونه های خشک و اشباع، می باشد. با انجام آزمایش های ذکر شده، رفتار استاتیکی و دینامیکی خاک دانه ای تزریق شده با این پلیمر به طور کامل مورد بررسی قرار گرفت. به طور کلی تزریق این رزین نتایج بسیار مناسبی بر خواص خاک داشت. در حالت خشک تا حدود 10% وزن مخصوص خاک افزایش پیدا کرد. بازه ی نفوذپذیری خاک حدود 100 مرتبه کاهش یافت؛ از طرفی مقاومت های بسیار بالایی در آزمایش های مختلف بدست آمد. با بررسی این نتایج مشخص شد تأثیر اصلی تزریق این ماده، بر چسبندگی خاک بوده و زاویه اصطکاک داخلی خاک تغییر محسوسی نمی کند. از طرفی با انجام آزمایش سه محوری دوره ای مشخص شد تزریق این رزین مقاومت دوره ای مناسبی برای خاک فراهم می کند؛ البته پارامترهای فرکانس بارگذاری، دامنه بارگذاری دینامیکی و همچنین درصد تراکم خاک تزریق شده تأثیر کاملاً مستقیمی بر رفتار دینامیکی خاک تزریق شده دارد.