زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بهسازی ماسه با استفاده از سیمان پرتلند و ضایعات ظروف فوم پلی‌استایرن

نویسندگان
دانشگاه خوارزمی
چکیده
هدف اصلی این تحقیق، استفاده از ترکیب سیمان پرتلند و ضایعات ظروف فومی در بهسازی ماسه‌ها بوده است. برای این منظور، ماسه بابلسر به‌عنوان مصالح پایه انتخاب شد. نوارهای فومی در دو ابعاد 50 در 5 میلیمتر و 50 در 10 میلیمتر در درصدهای وزنی صفر، 1/0، 2/0 و 3/0 درصد، به‌همراه 3 درصد سیمان پرتلند به خاک اضافه شد. نمونه‌ها جهت انجام آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس 300 در 300 میلیمتری، در تراکم نسبی 70 درصد ساخته شدند. همه نمونه‌ها قبل از انجام آزمایش، اشباع و به مدت 7 روز در شرایط عمل‌آوری قرار گرفتند. بر اساس نتایج به‌دست آمده، پارامترهای چسبندگی و زاویه اصطکاک خاک سیمانی و غیر‌سیمانی، با افزودن نوارهای فومی افزایش پیدا کرد. میزان افزایش مقاومت، در نوارهای بزرگتر و یا درصدهای بیشتر، بالاتر بود. در نمونه‌های غیر‌سیمانی، افزودن فوم تغییر چندانی در سختی نمونه ایجاد نکرد لیکن اتساع نهایی کاهش یافت. اما در نمونه‌های سیمانی، افزودن فوم سبب کاهش سختی و میزان افت مقاومت پس از نقطه اوج گردید. همچنین اتساع نهایی نمونه‌های سیمانی با افزایش درصد فوم و ابعاد نوارهای فومی، بیشتر شد. بر‌اساس آنالیزهای پایداری شیب انجام شده، ازدیاد درصد فوم باعث افزایش ضریب اطمینان شیروانی مسلح شد. استفاده از فومهای با نسبت طول به عرض کمتر، افزایش بیشتری در ضریب اطمینان پایداری شیب به‌وجود آورد.

Ahmed, A., Keizo, U. and Takeshi, K. (2011). “Investigation of recycled gypsum in conjunction with waste plastic trays for ground improvement”, Construction and Building Materials, 25, 208-217.
American Society for Testing Materials. (2007). Standard specification for Portland cement. West Conshohocken, PA, United States.
American Society for Testing Materials. (2009). Annual book of ASTM standards: Soils and rock division. West Conshohocken, PA, United States.
Amini, Y. and Hamidi, A. (2014). “Triaxial shear behavior of a cement treated sand-gravel mixture”, Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 6(5), 455-465.
Amini, Y., Hamidi, A. and Asghari, E. (2014). “Shear strength-dilation characteristics of cemented sand-gravel mixtures”, International Journal of Geotechnical Engineering, 8(4), 406-413.
Babu, S. and Chouksey, S. (2010). “Model for analysis of fiber-reinforced clayey soil”, Geomechanics and Geoengineering: An International Journal, 5(4), 277-285.
Babu, K. and Chouksey, S. (2011). “Stress-strain response of plastic waste mixed soil”, Waste Management, 31, 481-488.
Chebet, F. and Kalumba, D. (2014). “Laboratory investigation on re-using polyethylene (plastic) bag waste material for soil reinforcement in geotechnical engineering”, Civil Engineering and Urban Planning: An International Journal, 1(1), 67-82.
Consoli, N., Montardo, J. and Pasa, P. (2002). “Engineering behavior of a sand reinforced with plastic waste”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 128(6), 462-472.
Consoli, N., Donato, M., Montardo, J. and Prietto, D. (2004). “Effect of material properties on the behavior of sand-cement-fiber composites”, Ground Improvement, 8(2), 77-90.
Consoli, N.C., Foppa, D., Festugato, L. and Heineck, K.S. (2007). “Key parameters for strength control of artificially cemented soils”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 133(2), doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2007)133:2(197).
Consoli, N.C., da Silva, A., Muller Barcelos, A., Festugato, L. and Favretto F. (2020). “Porosity/cement index controlling flexural tensile strength of artificially cemented soils in Brazil”, Geotechnical and Geological Engineering Journal, 38(1), 713-722.
Dehghan, A. and Hamidi, A. (2015). “Impact of fiber reinforcement on deformation characteristics of cemented sand-gravel mixtures”, Journal of Engineering Geology of Kharazmi University, 9(2), 2729-2750.
Dehghan, A. and Hamidi, A. (2016). “Triaxial shear behavior of sand-gravel mixtures reinforced with cement and fiber”, International Journal of Geotechnical Engineering, 10(5), 510-520.
Farah, R.E. and Nalbantoglu, Z. (2019). “Performance of plastic waste for soil improvement”, SN Applied Sciences, 1, 1340 (2019). https://doi.org/10.1007/s42452-019-1395-2.
Ghadakpour, M., Janalizadeh Choobbasti, A. and Soleimani Kutanaei, S. (2019). “Investigation of the deformability properties of fiber reinforced cemented sand”, Journal of Adhesion Science and Technology, 33(17), 1913-1938.
Hafez, M., Mousa, R., Awed, A. and El-Badawy, S. (2019). “Soil reinforcement using recycled plastic waste for sustainable pavements”. In Sustainable Solutions for Railways and Transportation Engineering, GeoMEast 2018, Sustainable Civil Infrastructures, El-Badawy, S. and Valentin, J. (eds). Springer International Publishing, pp. 7-20.
Hamidi. A. and Soleimani, M. (2012). “Shear strength-dilation relation in cemented gravely sands”, International Journal of Geotechnical Engineering, 6(4), 415-425.
Hamidi, A. and Hooresfand, M. (2013). “Effect of fiber reinforcement on triaxial shear behavior of cement treated sand”, Geotextile and Geomembranes, 36, 1-9.
Janalizadeh Choobbasti, A. and Soleimani Kutanaei, S. (2017). “Effect of fiber reinforcement on deformability properties of cemented sand”, Journal of Adhesion Science and Technology, 31(14), 1576-1590.
Lade, P.V. and Overton, D.D. (1989). “Cementation effects in frictional materials” Journal of Geotechnical Engineering Division, 115(10), 1373-1387.
Mills, N.J. (2007). “Polymer Foams Handbook, Engineering and Biomechanics Applications and Design Guide” Elsevier Ltd., Netherlands.
Peddaiah, S., Burman, A. and Sreedeep, S. (2018). “Experimental study on effect of waste plastic bottle strips in soil improvement”, Geotechnical and Geological Engineering, 36, 2907-2920.
Ruiz, R., Limjuco, R., Dolino, E., Liaban, M. and Maratas, J. (2013). “Waste plastic as soil bearing capacity enhancer”, UIC Research Journal, 19(2), http://ejournals.ph/form/cite. php?id=13119.
Salimi, K. and Ghazavi, M. (2019). “Soil reinforcement and slope stabilisation using recycled waste plastic sheets”, Geomechanics and Geoengineering” An International Journal, doi.org/10.1080/17486025.2019.1683620.
Wei, X. and Ku, T. (2020). “New design chart for geotechnical ground improvement: characterizing cement-stabilized sand”. Acta Geotechnica, 15, 999-1011.
Yoon, Y., Heo, S. and Kim, K. (2008). “Geotechnical performance of waste tire for soil reinforcement from chamber tests”, Geotextiles and Geomembranes, 26, 100-107.