بخشی از مقاله
تثبيت خاک رس با تورم بالا درآزاد راه اهر - تبريز
خلاصه
تثبيت بسترهاي سست روسازي راه و به اصطلاح خا کهاي مشکل دار و مصالح لايه هاي زير اساس و اساس با اضافه کردن مواد تثبيت کننده از فنون موفق در راهسازي است . با استفاده از مواد تثبيت کننده متعارف (آهک و سيمان ) و نامتعارف ودر بعضي از جاها خاکستر براي تثبيت بستر و اساس وزير اساس راه پيشنهاد مي شوند. بنابراين لازم است که ميزان اثر بخشي و نحوه کاربرد اين نوع مواد مورد آزمايش و بررسي قرار گيرد.
دراين مقاله با انجام آزمايش هاي تراکم - تک محوري - CBR – اتربرگ - PH طبق روش هاي استاندارد آزمايشگاهي اثر آهک بر روي خاصيت هاي خاک بسترآزاد راه اهر- تبريز مورد مطالعه و بررسي و مقايسه قرار گرفت نتايج آزمايشات مقاومت فشاري محدود نشده بر روي نمونه هاي تثبيت شده با آهک در مدت ٢٨ روزه مورد مطالعه قرار گرفت .و افزايش مقاومت از٢,٣ به kg.cm٢ ١٢,٤با ٥ درصد آهک بدست آمد.ملاحظه مي شود که افزايش مقدار آهک از ٥ درصد به ٧ درصد عملا تاثير قابل ملاحظه اي در افزايش مقاومت نخواهد داشت . از اين رو به نظر مي رسد حدود ٥ درصد وزني آهک مقدار بهينه مورد نياز در تثبيت اين خاک مورد نظرمي باشد.با اين ميزان آهک ، CBR تر خاک مورد نظر از ٣ به ٣٦,٢درصد ارتقا ء مي يابد که با معيار ارزيابي تعيين شده ( ٣٢%) براي لايه زير اساس قابل قبول مي باشد.
کلمات کليدي: تثبيت ، رس ، تورم ،آهک
١.مقدمه
هدف از طرح مخلوط ، تعيين مقدار آهک مناسب براي تثبيت رضايت بخش است در استفاده خاک تثبيت شده با آهک در لايه هاي روسازي معيارهاي متفاوتي از لحاظ حداقل مقاومت فشاري مورد لوزم در سن ٧ روز و بالاتر مي باشد.از خاکهاي تثبيت شده با آهک بيشتر در لايه هاي زير بر اساس و بستر آماده شده استفاده شده که در موارد مذکور حداقل مقاومت فشاري ٧ روزه محدود نشده kg.cm٢ ٦,٥ براي مصالح زير اساس و kg.cm٢ ٣,٤ براي مصالح بستر پيشنهاد شده است .
٢. مصالح و روش آزمايش
ماده اصلي مورد بررسي خاک رس با تورم بالا در مسير آزاد راه اهر- تبريز مي باشد، خاک مورد استفاده در اين تحقيق نوعي خاک رس با تورم بالا به رنگ قهوهاي تيره مي باشد که از قطعه يک جاده چهار خطه اهر ́o تبريز و به فاصله ١٤ کيلو متري از اهر برداشت شده است . لازم به ذکر است نمونه خاک مورد نظر از بين ٨ نمونه که از عمق ١ متري برداشته شده بود انتخاب گرديد. که حد رواني اکثر نمونه هاي به دست آمده بالاي ٥٥ مي باشد، و دامنه خميري ٢٩ يا بيشتر تعيين گرديد.براساس نموگرام رفتار خميري خاک ها اين خاک در ناحيه CH قرار مي گيرد.، طبق جدول (١)،آهک مورد استفاده ،نمونه اي از آهک هاي عرضه شده تجاري مي باشد.
٣. نتايج آزمايشات حدود اتربرگ
تأثير افزودن آهک بر خصوصيات خميري نمونه ، در شکل (١) نشان داده شده است . ملاحظه مي شود تأثير افزودن آهک به خاک مشخص بوده و با افزايش درصد آهک به کار رفته حد رواني و نشانه خميري کاهش مي يابد ليکن تأثير آهک به ويژه در کاهش حد رواني خاک چشمگير تر است .
٤. نتايج آزمايشات تراکم خاک
شکل (٢) نشانگر ارتباط بين چگالي خشک و درصد آهک اضافه شده براي خاک تثبيت نشده و خاک تثبيت شده با ٣و٥ درصد آهک مي باشد. چنانکه ملاحظه مي گردد که با افزايش آهک حداکثر چگالي خشک کاهش يافته و رطوبت بهينه متناظر با چگالي فوق ، افزايش مي يابد، هر قدر ميزان آهک مصرفي افزايش مي يابد ميزان کاهش در چگالي خشک حداکثر نيز به تناسب کاهش مي يابد.
٥. نتايج آزمايشات تعيين ميزان PH خاک
نمودار مربوط به رابطه PH خاک با ميزان آهک افزوده شده ، در شکل (٣) نشان داده شده است .با توجه به اين شکل مشاهده مي شود که با افزايش مقدار آهک ، PH خاک افزايش مي يابد تا به حداکثر ميزان خود يعني ١٢,٦٨ برسد . مقدار اين افزايش تا ميزان ٥% آهک زياد بوده و پس از آن در مقادير بيشتر آهک ، PH زياد افزايش نمي يابد. در واقع با افزودن ٥% اهک به خاک مورد آزمايش ، تمامي ذرات رس بوسيله کاتيون هاي آهک احاطه شده اند و آهک ميل ترکيبي اين ذرات را ارضاء نموده است . بنابراين مي توانيم ميزان آهک ٥% را، نقطه ثبوت آهک براي خاک مورد آزمايش در نظر بگيريم . يعني آهک تا مقدار ٥%، باعث بهبود خواص خميري خاک مي شود .
٦. نتايج آزمايشات تک محوري خاک
در اين آزمايش از نمونه هاي استوانه اي به قطر ٥٠ و بلندي ١٠٠ ميليمتر استفاده شد. اين نمونه ها در رطوبت بهينه و دانسيته خشک حداکثر که قبلا در آزمايشات تراکم با استفاده از نمونه هاي با همين ابعاد بر روي مخلوطهاي خاک ـ آهک تعيين شده بود ، تهيه گرديد در تهيه نمونه ها ابتدا وزن معيني از خاک خشک شده در هوا با ٧،٥،٣،٠ درصد آهک (بر مبناي وزن خشک خاک) صورت گرفت . در پايان هر دوره نگهداري ، نمونه ها از پوشش و يا حمام آب خارج و بلافاصله آزمايش فشاري محدود نشده بر روي آن انجام گرفت . و افزايش مقاومت تا ٥% آهک چشمگير بود ، اما با اضافه شدن ميزان آهک افزايش قابل ملاحظه اي صورت نگرفت ، همچنين با افزايش مدت زمان نگهداري مقاومت کليه نمونه ها افزايش يافت ، بطوري که در هفته چهارم ، مقاومت فشاري محدود نشده نمونه داراي ٧% آهک به kg.cm٢ ١٢,٤ افزايش يافت .لازم به ذکر است ، که بار حداکثر براي شکستن نمونه ، در بارگذاري با آهنگ تغيير شکل يک ميليمتر در دقيقه به عنوان مقاومت فشاري ثبت و مقدار ميانگين مقاومت سه نمونه گزارش شده است .
