زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

ارزیابی تأثیر رطوبت بر پارامتر‌های مقاومت برشی فصل مشترک خاک رسی تثبیت شده با آهک-ژئوگرید با ابعاد چشمه‌های متفاوت

نویسندگان
دانشگاه شهید بهشتی، دانشکدۀ مهندسی عمران، آب و محیط‌زیست
چکیده
از روش­های به‌سازی خاک­ می­توان به تثبیت با مواد افزودنی و تسلیح با المان­هایی با مقاومت کششی زیاد اشاره کرد. از مهم­ترین موادی که برای تثبیت خاک­های ریزدانه به‌کار می‌رود، آهک است. اضافه کردن آهک به خاک رس سبب انجام واکنش­هایی می­‌شود که منجر به بهبود خواص اولیه خاک می­شوند. امـروزه اسـتفاده از ژئوگرید­ها برای بهبود ویژگی­های مهندسی انواع مختلف خاک­ها به‌خوبی پذیرفته شده است. اکثر پژوهش‌ها در گذشته محدود به خاک­های درشت­دانه بوده است و تحقیقـات و بررسی‌های انـدکی در خصـوص امکـان‌پـذیری استفاده از این مسلح‌کننده در خاک­های چسبنده انجام شده است. با توجه به اثرات مثبت تثبیت خاک­های ریزدانه با آهک و هم‌چنین تسلیح این خاک­ها به‌وسیلۀ ژئوگرید، بررسی اثرات توأم این روش­ها احتمالاً بتواند کاربرد­های مهندسی خاک­های ریزدانه را گسترده­تر نماید. از آن‌جاکه تغییرات فصلی، درصد رطوبت خاک­ها را تغییر می­دهد و این تغییرات در مقاومت برشی فصل مشترک خاک-ژئوگرید تأثیرگذار است، از این رو، آزمایش برش مستقیم بر نمونه­های تثبیت شده با درصد­های مختلف آهک و مسلح شده با 2 نوع ژئوگرید در دو حالت درصد رطوبت بهینه و درصد رطوبتی بیش‌تر از آن انجام شد تا تأثیر رطوبت بر پارامترهای مقاومتی فصل مشترک (چسبندگی و زاویۀ اصطکاک) تعیین شود. نتایج آزمایش­ها نشان داد که افزایش رطوبت منجر به کاهش تنش­های مؤثر، مقاومت برشی نمونه­های تثبیت و تسلیح شده و بازده مسلح‌سازی می­‌شود. قفل و بست بین دانه­های خاک و المان تسلیح در نمونه­های مسلح شده با ژئوگرید با چشمه­های کوچک‌تر بهتر است و اندرکنش قوی­تری را ایجاد می‌کند.
کلیدواژه‌ها

1. Consoli N. C., Lopes Jr., Heineck K. S., "Key parameters for the strength control of lime stabilized soils", Journal of materials in Civil Engineering,Vol. 21. No. 5.(2009) 210-216. 2. Consoli N. C., Loped Jr., Prietto P. D. M., Festugato L., Cruz R. C., "Variables controlling stiffness and strength of lime-stabilized soils" Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, Vol. 137. No. 6. (2010) 628-632. 3. Tang A. M., Vu M., Cui Y. J., "Effects of the maximum soil aggregates size and cyclic wetting-drying on the stiffness of a lime-treated clayey soil", Géotechnique, Vol. 61. No. 5 (2011) 421-429. 4. اسکندری ع. هدهدی م.، "بررسی اثر تثبیت خاک رس با آهک»، اولین کنفرانس ملّی مکانیک خاک و مهندسی پی"، دانشکد؛ مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی(1393). 5. تائبی و.، حاجی ستوده م. ح.، محبوبی اردکانی ا. ر.، "بررسی ثأثیر نحوه‌ی آماده‌سازی نمونه‌های آزمایش برش مستقیم برای تعیین مقاومت برشی"، نشریۀ زمین‌شناسی مهندسی، جلد نهم، شمارۀ 1 (1394) 2615-2632. 6. Hatami K., Granados J., Esmaili D., Miller G., "Reinforcement pullout capacity in mechanically stabilized earth walls with marginal-quality soils", Transportation Research Record, Journal of the Transportation Research Board, No. 2363 (2013) 66-74. 7. Bergado D. T., Alfaro M. C., Miura N., "Soil-geogrid reinforcement interaction by pullout and direct shear tests", Geotechnical Testing Journal, Vol. 18. No. 2 (1995) 157-167. 8. Lee K., Manjunath V., "Soil-geotextile interface friction by direct shear tests", Canadian Geotechnical Journal, Vol. 37. No. 1 (2000) 238-252. 9. Coronel J., "Frictional interaction properties between geomaterials and geosynthetics", Faculty of the Louisiana State University and Agricultural and Mechanical College in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Civil Engineering In The Department of Civil and Environmental Engineering by Julian Coronel BE, Escuela Superior Politecnica del Litoral (2006). 10. Abu-Farsakh M., Coronel J. Tao M., "Effect of soil moisture content and dry density on cohesive soil-geosynthetic interactions using large direct shear tests", Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 19. No. 7. (2007) 540-549. 11. Farrag K. A., Griffin P., "Poll-out Testing Of Geogrids in Cohesive Soils", Geosynthetic Soil Reinforcement Testing Procedures, ASTM International (1993). 12. Liu C. N., Ho Y. H., Huang J. W., "Large scale direct shear tests of soil/PET-yarn geogrid interfaces", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 27. No.1 (2009) 19-30. 13. Cowell M., Sprague C., "Comparison of pull-out performance of geogrids and geotextiles", Proceedings of Geosynthetics. Vol. 2 (1993) 579-592. 14. Tatlisoz N., Edil T. B., Benson C. H., "Interaction between reinforcing geosynthetics and soil-tire chip mixtures", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 124. No. 11 (1998) 1109-1119. 15. عبدی م. ر. اتفاق م.، "تأثیر اندازه ذرات خاک و ابعاد چشمه‌های ژئوگرید بر اندرکنش خاک - ژئوگرید"، نشریۀ علمی پژوهش‌های تجربی در مهندسی عمران، جلد 1، شمارۀ 1 (1392) 64-57. 16. Mitchell J. K., Seed R. B., Seed H. B., "Kettleman Hills waste landfill slope failure. I: Liner-system properties", Journal of Geotechnical Engineering, Vol. 116. No. 4 (1990) 647-668. 17. Farrag K., "Evaluation of the effect of moisture content on the interface properties of geosynthetics" (1995). 18. Bergado D., Ramana G., Sia H., "Evaluation of interface shear strength of composite liner system and stability analysis for a landfill lining system in Thailand", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 24. No. 6. (2006) 371-393. 19. Zhang J., Zou W., Zhuang Y., Wen J., Wang X., "Geogrid-soil interface characteristics in large scale direct shear tests", EUROGEO (2012). 20. Moraci N., Cardile G., Gioffre D., Mandoglio M. C., Calvarano L. S., Carbone L., "Soil geosynthetic interaction: design parameters from experimental and theoretical analysis", Transportation Infrastructure Geotechnology, Vol. 1. No. 2 (2014) 165-227. 21. Locat J., Berube M., Choquete M., "Laboratory investigations on the lime stabilization of sensitive clays, shear strength development", 40th Canadian Geotechnical Conference (1990). 22. Bergado D., Chia J. C., Abiera H. O., Alfaro MC., Balasubramaniam A. S., "Interaction between cohesive-frictional soil and various grid reinforcements", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 12. No. 4 (1993). 327-349. 23. Indraratna B., Ngo N. T., Rujikiatkamjorn C., "Behavior of geogrid-reinforced ballast under various levels of fouling", Geotextiles and geomembranes, Vol. 29. No. 3 (2011) 313-322. 24. Kamalzare M., Ziaie-Moayed R., "Influence of geosynthetic reinforcement on the shear strength characteristics of two-layer sub-grade" Acta Geotechnica Slovenica, Vol.1 (2011) 39-49. 25. Yang G., Liu H., Lv P., Zhang B., "Geogrid-reinforced lime-treated cohesive soil retaining wall: Case study and implications", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 35 (2012) 112-118. 26. Abdi M., Arjomand M., "Pullout tests conducted on clay reinforced with geogrid encapsulated in thin layers of sand", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 29. No. 6 (2011) 588-595. 27. Fleming I., Sharma J., Jogi M., "Shear strength of geomembrane–soil interface under unsaturated conditions", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 24. No. 5 (2006) 274-284. 28. Khoury C. N., Miller G. A., Hatami K., "Unsaturated soil–geotextile interface behavior", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 29. No. 1 (2011) 17-28. 29. Esmaili D., Hatami K., Miller G. A., "Influence of matric suction on geotextile reinforcement-marginal soil interface strength", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 42. No. 2 (2014) 139-153. 30. Ferreira F., Vieira C. S., Lopes M., "Direct shear behaviour of residual soil-geosynthetic interfaces-influence of soil moisture content, soil density and geosynthetic type", Geosynthetics International, Vol. 22. No. 3 (2015) 257-272.