بررسی اثر الیاف فلزی با خم فضایی بر روی مقاومت برشی خاک ماسه ای به وسیله انجام آزمایش برش مستقیم

استفاده از الیاف طبیعی و مصنوعی روش مناسبی جهت تسلیح توده ای و همگن خاک می باشد که به شرط اختلاط بهینه می تواند مورد توجه قرار گیرد. در کلیه تحقیقات قبلی مسلح ساختن ماسه با الیاف های مستقیم یا خم در صفحه انجام می گرفت. در این پژوهش سعی شده است که تأثیر الیاف های مستقیم، خم در صفحه و خم فضایی بر پارامترهای مقاومتی ماسه بررسی شود. این پژوهش با دستگاه برش مستقیم بزرگ مقیاس (30×30 سانتی متر) با مصالح ماسه ای انجام گرفته شده است. نوع الیاف های فولادی به قطر 7/0 میلی متر و با طول های 3، 5، 8، 10، 12 و 14 سانتی متر و با زوایای خم 45، 90 و 135 بوده است. سربارهای قائم 50، 75 و 100 کیلوپاسکال و درصدهای وزنی الیاف 3، 5 و 7 بوده است. پس از انجام آزمایشات مشخص شد که افزایش الیاف باعث بالا رفتن پارامترهای مقاومتی ماسه اعم از مقاومت برشی و زاویه اصطکاک می گردد. شایان ذکر است افزودن الیاف به ماسه باعث می شود که جابجایی های افقی در مقایسه با ماسه خالص با بارهای قائم ثابت، افزایش یابد. با توجه به نتایج به دست آمده دیده می شود تأثیر خم زدن الیاف در صفحه، بر روی مشخصه های مقاومتی خاک، بستگی به طول بهینه الیاف فلزی مستقیم دارد به طوری که اگر طول کلی الیافی را که برای مسلح سازی خاک به کار برده می شود. برابر یا کوچکتر از طول بهینه الیاف مستقیم باشد، خم زدن الیاف در صفحه نسبت به الیاف مستقیم با طول کلی برابر، منجر به کاهش مقدار مشخصه های مقاومتی خاک می شود اما اگر طول کلی الیافی را که برای مسلح سازی خاک استفاده می شود، بزرگتر از طول بهینه الیاف مستقیم باشد. آنگاه خم زدن الیاف در صفحه نسبت به الیاف مستقیم با طول کلی برابر، باعث افزایش مقدار مشخصه های مقاومتی، نظیر زاویه اصطکاک داخلی و مقاومت برشی خاک مسلح می شود. تأثیر خم زدن الیاف فلزی در فضا بر روی پارامترهای مقاومتی خاک مانند تأثیر خم زدن الیاف در صفحه، بستگی به طول کلی الیافی دارد که قرار است بر روی آنها خم فضایی زده شود به طوری که اگر طول کلی بزرگتر از طول بهینه الیاف فلزی مستقیم باشد، خم زدن الیاف به شکل فضایی نسبت به الیاف فلزی مستقیم با فرض طول کلی برابر باعث افزایش بیشتر پارامترهای مقاومتی خاک می شود.