بخشی از مقاله
چکیده
ژئوتکستایلها بزرگترین گروه از خانواده ژئوسنتتیکها و شاخهای از منسوجات صنعتی بهشمار میروند که در کاربردهای عمرانی از جمله مقاومسازی خاک مورد استفاده قرار میگیرند. ژئوتکستایلها از نظر ساختاری عمدتا به سه دسته تاریپودی، حلقوی و بیبافت تقسیمبندی میشوند. در این پروژه بهمنظور تقویت پارچه-های حلقویپودی و افزایش ثبات ابعادی آنها جهت استفاده بهعنوان ژئوتکستایل، از پودگذاری در ساختار پارچه ریب استفاده شده و تأثیر نحوه استقرار نخ پود بر خواص کششی پارچه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان میدهد که استفاده از نخهای مستقیم - نخ پود - در ساختار پارچه ریب، موجب کاهش استحکام، کاهش درصد ازدیاد طول پارچه و افزایش مدول اولیه پارچه، در جهت عرضی میشود. نحوه قرارگیری نخهای پود، تأثیر چندانی بر استحکام و درصد ازدیاد طول پارچه، در جهت عرضی ندارد، اما هرچه نخهای پود مستقیمتر باشند سختی و مدول اولیه پارچه در جهت عرضی افزایش مییابد.
مقدمه
کلمهی "ژئوتکستایل" ترکیبی از دو واژهی "ژئو" بهمعنی زمین و "تکستایل" به معنی منسوج است. ژئوتکستایل عبارتست از هرگونه منسوج نفوذپذیر که برای مقاصد فیلتراسیون، زهکشی، جداسازی، تقویت و استحکامبخشی بهعنوان بخش جداییناپذیر از سازههای مهندسی عمران مورد استفاده قرار گیرد. خواص مهم و اساسی ژئوتکستایلها به سه دسته، خواص مکانیکی، هیدرولیکی و شیمیایی تقسیم میشوند .[1] استحکام کششی، پارامتر مهمی برای تخمین میزان مقاومت ژئوتکستایل در خاک است. در ادامه به مروری بر مطالعات قبلی پرداخته شدهاست. سوباییدا - Subaida - و همکارانش [2]، استحکام کششی 5 نوع ژئوتکستایل تاریپودی بافتهشده از نخهای تهیه شده از الیاف نارگیل مناطق مختلف را مورد آزمایش قرار دادند. نتایج نشان میدهد که استحکام کششی ژئوتکستایل بافته شده، بهنوع الیاف، ضخامت نخها و طرح بافت بستگی دارد و با افزایش نرخ کرنش، استحکام کششی نیز افزایش مییابد. رائو - Rao - و همکارش [3]، استحکام کششی 4 نمونه ژئوتکستایل تاریپودی و 4 نمونه ژئوتکستایل بیبافت تولید شده از الیاف نارگیل را مورد بررسی قرار دادند. نتایج حاصل حاکی از این است که ژئوتکستایلهای تاریپودی استحکام کششی بیشتری در جهت تاری نسبت به جهت پودی داشتهاند. استحکام کششی ژئوتکستایلهای تاریپودی، متأثر از تراکم نخها است. همچنین، استحکام کششی و ازدیاد طول کششی ژئوتکستایلهای بیبافت در جهت طولی بیشتر از جهت عرضی آن است. رفتار استحکام کششی ژئوتکستایلهای بیبافت متاثر از نوع اتصال الیاف و وزن لایه است. با افزایش وزن لایه، استحکام کششی نیز افزایش مییابد.
استپن - Stepien - و همکارش [4]، بهبررسی تأثیر دما و نرخ کرنش بر استحکام کششی ژئوتکستایل تاریپودی پرداختهاند. آنها دریافتند که با افزایش دما، استحکام کششی نهایی کاهش یافته و با کاهش نرخ کرنش، استحکام کششی بیشتر کاهش مییابد. لذا، دوام ژئوتکستایل بسته به شرایط محیطی و شرایط کشش متفاوت خواهد بود.
کوریا - Correia - و همکارانش [5]، در تحقیقی به بررسی رفتار ژئوتکستایل بیبافت مورد استفاده برای بهبود وضعیت آسفالت خیابانها پرداختند. بدین منظور تأثیر میزان قیر استفاده شده بر استحکام کششی و سختی کششی ژئوتکستایلهای آغشته شده با قیر را مورد مطالعه قرار دادند. تغییر ساختار ژئوتکستایل منجر به تغییر رفتار مکانیکی آن و در نهایت تغییر در خواص کششی ژئوسنتتیک شدهاست. استحکام کششی نهایی ژئوتکستایلهای مختلف بعد از اشباع با قیر افزایش یافتهاست. با افزایش میزان قیر تا حد اشباع استحکام کششی ژئوسنتتیک افزایش یافته است. آغشته سازی ژئوتکستایل با قیر، تأثیر چندانی روی کرنش پارگی ژئوسنتتیک ندارد، اما تا %62 منجر به افزایش استحکام کششی نهایی ژئوتکستایل بیبافت میشود. آناند [6] - Anand - ، با استفاده از اصلاح یک ماشین بافندگی حلقویپودی تختباف و با قرار دادن نخهایی از جنس الیاف طبیعی و ضخیم به صورت کاملا مستقیم در ساختار ژئوتکستایل، به بررسی روشی جدید برای تولید ژئوتکستایلهای حلقوی-پودی تقویت شده در جهت طولی و عرضی پرداختهاست. ژئوتکستایلهای حلقوی تولید شده از الیاف طبیعی با ساختار جدید بهدلایل استحکام، مقاومت اصطکاکی و سازگاری با محیط، در مقایسه با ژئوتکستایلهای حلقوی تولید شده از الیاف مصنوعی در کاربرد مقاومسازی خاک مناسبتر هستند.
-2 تجربیات
برای انجام تحقیق حاضر، پارچههای حلقویپودی با بافت ریب 1 × 1 و با استفاده از نخ پلیاستر با نمره 150 دنیر بهصورت 6 لا، بر روی ماشین تختباف دو رو سیلندر دستی با گیج 7 تولید شدند. بهمنظور استحکام بخشی به پارچهها و افزایش ثبات ابعادی آنها، از نخ پلیاستر با استحکام زیاد - High tenacity - با نمره 110 تکس استفاده شد و این نخها در حین بافت، به-صورت مستقیم و در امتداد عرض پارچه در ساختار پارچه قرار داده شدند. جهت بررسی اثر نحوه قرارگیری نخ مستقیم - نخ پود - در ساختار پارچه بر خواص کششی پارچه، نخها با 4 آرایش مختلف در ساختار پارچه قرار داده شدند و پارچهها با تراکم ثابت نخ مستقیم - 0/6 / cm - تولید شدند. در پارچههایی که با کد WR1 تا WR3 مشخص شدهاند، به منظور استقرار نخ مستقیم در ساختار پارچه، از ترکیب حلقههای نیمبافت و نبافت استفاده شده است. به عبارت دیگر، اتصال نخهای مستقیم به ساختار پارچه توسط حلقههای نیمبافت صورت گرفته است. در پارچههای WR1، WR2 و WR3 فاصله بین هر دو نیمبافت متوالی به ترتیب 12، 26 و 40 سوزن بوده و نیمبافتها به صورت یک در میان روی صفحات جلو و عقب ماشین انجام شدهاند - جدول . - 1 در پارچه WR نیز نخ به صورت کاملا مستقیم - نبافت - در ساختار پارچه قرار داده شدهاست. بعد از بافت، پارچهها در شرایط آزمایشگاه - دمای23 درجه سانتیگراد و رطوبت - % 56 به مدت 24 ساعت روی یک سطح صاف و افقی مورد استراحت قرار گرفتند. سپس مشخصات فیزیکی پارچهها از قبیل تراکم طولی - تعداد رج در سانتیمتر - ، تراکم عرضی - تعداد ردیف در سانتیمتر - ، ضخامت و وزن واحد سطح پارچه بر اساس استانداردهای موجود اندازهگیری شدند. بهمنظور انجام آزمایش کشش تک محوری با استفاده از دستگاه اینسترون مدل 5566، از هر پارچه 5 نمونه به ابعاد 15 × 7 cm2 در دو راستای رج و ردیف تهیه شد. عرض نمونهها 7 cm، طول نمونه مورد آزمایش 5 cm و سرعت دستگاه 300 mm/min تنظیم شد و نمونهها تا مرحله پارگی تحت آزمون کشش قرار گرفتند. لازم به ذکر است که نتایج حاصل از این تحقیق، با استفاده از نرم افزار آماری spss در سطح اطمینان %95 مورد ارزیابی قرار گرفتند. همانگونه که مشاهده میشود کشسانی پارچه ریب در جهت عرضی - جهت رج - به مراتب بیشتر از جهت طولی - جهت ردیف - است به نظر میرسد که نوسانات موجود در نمودار تنش- کرنش پارچه ریب در جهت رج، مربوط به سر خوردن حلقههای بافت بر روی یکدیگر در حین عملیات کشش پارچه باشد. بهمنظور مقایسه پارچه ریب با پارچههای پودگذاری شده، نمودارهای تنش- کرنش میانگین پارچههای پودگذاری شده در دو جهت رج و ردیف در شکلهای 3 و4 نشان داده شدهاست.
