Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad ali Rowshan Zamir,Mahmood Vafaian,Seyed Mehdi Abtahi Forooshani
محمدعلی روشن ضمیر (استاد راهنما) محمود وفائیان (استاد راهنما) سیدمهدی ابطحی فروشانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Adel Mortaheb
عادل مرتهب

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Improvement of Strength Properties of Subgrade Soils Using Combined Additives of Polymeric Resin and Fibers
Various methods of soil stabilization are used to have a qualitative and economical design of road subgrades. Lack of compressibility, low bearing capacity, high permeability are amongst particular features of some soil types which makes them unsuitable for pavement construction usages. This study aimed to evaluate the effect of adding amine based resin and randomly distributed polypropylene fibers on dune sand improvement. The amount of resin and PP fibers from 0.5 to 2.5% and 0.025 to 0.1% by weight of dry soil grains were used, respectively. The unconfined compressive strength test was done to assess the effect of resins and fibers which are added to the soil separately and in combination. All samples were tested after a constant time of 24 hours. The results show that the samples uniaxial strength steadily increased with the increasing resin. The addition of 1.5% resin increases the uniaxial strength and failure strain 5.5 and 2 times, respectively. The amount of 0.05% of PP fibers was determined as the optimum amount which increases the strength up to 2.8 times. Among the various combination of resin and fibers, the maximum amount of strength is attained by the combination of 0.025% PP and 1.5% resin which yielded the strength of 713.7 kPa, i.e. 9 times more than the untreated soil. The evaluation of the soil behavior stabilized with resin using direct shear tests showed that addition of resin up to 2% increases the internal angle of friction about 10° and it becomes 53.3°. Moreover, a noticeable cohesion increase up to 141 kPa is obtained. Resilient modulus test results in different conditions show the dependence of this main parameters of the soil on the applied stress conditions. Hence, type of loading is selected in accordance with the traffic loading mentioned in AASHTO T307 standard. According to obtained results of resilient modulus and modulus of elasticity which differ in almost all combinations of soil and additives, a comparison between the results in both static and dynamic tests shows the importance of testing under cyclic loading condition. Keywords Soil improvement, Dune Sand, Polypropylene Fibers, Amine Based Resin, Unconfined Compressive strength test, Direct Shear test, Resilient Modulus Test
یکی از مسائل اصلی در طراحی مناسب روسازی راه ها، تأمین ویژگی های ژئوتکنیکی بستر راه با استفاده از شیوه های مختلف تثبیت است. خاک های دانه ای سست و رسوبات ماسه‌بادی، گروهی از خاک های نامساعد هستند که به دلیل ضعف در تراکم پذیری، ظرفیت باربری پایین، نفوذپذیری بالا و ... برای عملیات اجرایی مشکلاتی را به همراه دارند. با وجود سابقه طولانی استفاده از مصالح سنّتی به‌منظور اصلاح رفتار خاک، با توسعه علوم مربوط به مهندسی شیمی در دهه های اخیر مواد مختلفی در قالب افزودنی های شیمیایی نوین در تثبیت خاک استفاده می شوند که با توجه به تنوع ساختاری این مواد، ضرورت تحقیق و بررسی را بیش‌ازپیش نمایان می کند. در این مطالعه بهبود رفتار خاک ماسه بادی با استفاده از یک رزین پلیمری پایه آمینی و الیاف پلی پروپیلن مورد بررسی قرار گرفته است. میزان رزین استفاده شده از 5/0 تا %5/2 و الیاف PP افزوده شده به خاک از %025/0 تا %15/0 وزنی خاک خشک می باشد. از آزمایش مقاومت فشاری محصورنشده برای بررسی تأثیر افزودن رزین و الیاف به طور مجزا و توأم استفاده گردید. تمامی آزمایش ها در شرایط زمانی ثابت 24 ساعت مورد ارزیابی واقع شده اند. نتایج این آزمایش حاکی از آن است که حداکثر مقاومت تک محوری با افزودن رزین به طور پیوسته افزایش یافته به طوری که افزودن %5/1 رزین، مقاومت تک محوری را تا 5/5 برابر و کرنش گسیختگی را تا 2 برابر افزایش می دهد که بیشترین میزان کرنش گسیختگی را به همراه دارد. میزان %05/0 PP مقدار بهینه ای است که مقاومت حداکثر را تا میزان 8/2 برابر افزایش می دهد. در میان ترکیب های مختلف از رزین و الیاف، بیشترین مقدار مقاومت تک محوری حداکثر از ترکیب حداقل مقدار الیاف با %025/0 و %5/1 رزین به میزان kPa 7/713 بیش از 9 برابر حالت خالص به دست می آید. در ادامه ارزیابی رفتار خاک تثبیت شده با رزین توسط آزمون برش مستقیم نشان داد که افزایش رزین تا %2، موجب افزایش زاویه اصطکاک داخلی حدود °10 و چسبندگی در حدود kPa 125 می شود. نتایج آزمون مدول برجهندگی در حالات مختلف نشان از وابستگی این پارامتر به تنش وارده به خاک دارد. از این رو گزارشی از رفتار برجهنده و پاسخ خاک بستر اصلاح شده نسبت به بارگذاری دوره ای متناسب با بارگذاری ترافیکی که در آیین نامه آشتو T 307 اشاره شده، ارائه شده است. مقایسه بین نتایج بدست آمده از آزمایش استاتیکی و دینامیکی، تفاوت مقادیر بدست آمده از مدول الاستیسیته و مدول برجهندگی را نشان می دهد که خود نشان از اهمیت انجام آزمایش تحت بارگذاری دوره ای دارد. کلمات کلیدی: اصلاح خاک ماسه بادی، الیاف پلی پروپیلن، رزین پایه آمینی، آزمایش مقاومت فشاری محصورنشده، آزمایش برش مستقیم، آزمایش مدول برجهندگی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی