آثار تثبیت و تسلیح همزمان با الیاف پلی پروپیلن و آهک بر رفتار تورمی و انقباضی خاکهای رسی

با گسترش روزافزون فعالیت های عمرانی و ساخت و ساز و عدم وجود زمین مناسب در بسیاری از پروژه ها، تکنیک های گوناگونی جهت بهبود مشخصات خاک ایجاد شده است که تثبیت و تقویت خاک یکی از این تکنیک ها می باشد. تثبیت خاک شامل یکسری فعالیت ها می باشد که در نتیجه آنها مشخصات مهندسی خاک بهبود یافته و ویژگی های مقاومتی مورد نظر مهندسین تا حد مطلوبی تامین می گردد. این اقدامات باعث افزایش مقاومت، کاهش پتانسیل تورمی، کاهش نفوذپذیری، افزایش کارایی و اثرات بسیار سودمند دیگر می شود. خاک های رسی به عنوان یکی از گسترده ترین و مشکل آفرین خاک ها هستند که معمولاّ دارای مقاومت و ظرفیت باربری کم و مشکلات تورمی می باشند. این خاک ها که در اکثر نقاط کشور یافت می شوند، شامل خاک هایی هستند که پتانسیل انقباض و انبساط حجمی زیاد در نتیجه تغییر رطوبت را دارند. پدیده تورم، پدیده-ای برگشت پذیر بوده و با ازدست رفتن رطوبت جذب شده مجدداّ خاک دستخوش کاهش حجم می شود. این پدیده انقباض یا انبساط در خاک های متورم شونده با تغییر رطوبت ناشی از بارندگی، خشکسالی شدید، نشت لوله های آب و ... خسارات زیادی را به سازه ها از قبیل روسازی راه ها، باند فرودگاه ها، ساختمان های مسکونی و صنعتی، پی سازه ها، لوله های انتقال، راه آهن، سدهای خاکی و پوشش دفن زباله ها و ... تحمیل می کند. از این رو این پدیده می تواند مانند سایر بلایای طبیعی، خطرناک توصیف شود و خسارات ناشی از آن به طور مستقیم با خسارات ناشی از طوفان، سیل و گردباد مقایسه شود. هرساله چندین میلیارد دلار برای حفاظت، نگهداری و تعمیرسازه های آسیب دیده به علت این پدیده، هزینه می شود. تثبیت خاک روش خوبی برای کاهش این ضررها است. روش های مکانیکی مانند تراکم، باعث بهبود مشخصات خاک می شود اما تحقیقات اخیر نشان داده است که تثبیت شیمیایی خاک موثرتر است. عمل تثبیت با مواد مضافی مانند آهک، سیمان، میکروسیلیس، سرباره کوره آهن گدازی، خاکستر بادی و ... باعث افزایش ظرفیت باربری و کاهش خصوصیات خمیری در خاک می شود. تثبیت با آهک به صورت وسیعی در مهندسی عمران از قبیل پی سازی، بستر سازی راهها، خاکریزها و به کار برده شده است. وقتی آهک با خاک ترکیب می شود با ذرات خاک واکنش انجام داده و بسیاری از خواص را بهبود می بخشد. استفاده از الیاف گسسته و مخلوط نمودن آن با خاک، رفتار مقاومتی خاک را بهبود می بخشد. با تقویت خاک چسبنده با الیاف گسسته پلی پروپیلن، افزایش قابل توجهی در مقاومت برشی، سختی و پلاستیسیته ایجاد می شود. تقویت خاک های آهک دار با الیاف پلی پروپیلن، یک روش بسیار موثر در بهبود وضعیت زمین می باشد که مقاومت، پتانسیل تورمی و انقباضی و همچنین سختی خاک را بهبود می بخشد و درنتیجه دوام و پایداری زیربناها از قبیل فونداسیون و بستر راهها را افزایش می دهد. با وجود این، تکنولوژی استفاده از این روش در مقیاس بزرگ، هنوز به خوبی توسعه نیافته است. البته با پیشرفت و توسعه تکنولوژی، انتظار می رود این تکنیک بهسازی کاربرد بسیار گسترده ای پیدا کند و در بسیاری از حوزه های مهندسی ژئوتکنیک، از قبیل پی سازی، بستر سازی راهها و پایداری شیروانی ها به کار گرفته شود.