بخشی از مقاله
چکیده
ژئوگریدها سازههایی هستند که جهت تقویت خاك مورد استفاده قرار میگیرند. از نکات بسیار مهم در ژئوگریدها، توانایی تحمل نیروي کششی میباشد. همچنین تقویت استحکام آنها در راستاهاي مختلف اهمیت زیادي دارد.این مورد باعث افزایش استحکام کششی سازه در جهتهاي متفاوت میشود.از اینرو ژئوگریدهاي چندمحوري قابلیت بیشتري نسبت به ژئوگریدهاي تکمحوري و دومحوري خواهند داشت. ژئوگریدها از نظر روش تولید انواع گوناگونی دارند. در این پژوهش ژئوگرید بافته شده در سیستم حلقوي تاري بررسی میشود. براي تقویت استحکام کششی ژئوگریدهاي تولیدشده، نخ ناپیوسته مورب در جهت +45 و - 45 در ساختار بافت قرار داده شد. پنج طرح بافت مختلف با ماشین راشل بافته و آزمایش کشش تکمحوري بر روي آنها انجام شد. نتایج نشان میدهد که با افزایش تعداد نخهاي مورب در هر تکرار طرح، استحکام و مدول کششی در پارچه ژئوگرید در جهت مورب افزایش مییابد. همچنین استفاده از حلقه باز یا حرکت این-لی در انتهاي نخ مورب تفاوت معنی داري در استحکام کششی نمونه هاي پارچه در سطح اطمینان %95 مشاهده نمی شود.
مقدمه
به طور کلی ژئوسنتتیکها محصولات مسطحی هستند که از مواد پلیمري ساخته شده و به همراه خاك، سنگ و یا سایر مصالح مرتبط با آن در ساخت و سازها و پژوهشهاي عمرانی - جاده سازي، دیوارهاي حائل، دفن زبالهها، کنترل فرسایش، تقویت خاك و ... - به کار برده میشوند.[1] ژئوگریدهاي بافته شده را میتوان نوعی ژئوتکستایل در نظر گرفت. این محصولات در واقع منسوجات شبکهاي هستند که عملکرد اصلی آنها تسلیح خاك است. ساختار شبکهاي این منسوجات باعث ایجاد سطح تماس و درگیري مناسب آنها با خاك شده و باعث تقویت خاك میگردد.خاك از نظر فشردگی عالی است اما مقاومت کششی ضعیفی دارد. با توجه به اینکه ژئوگریدها مقاومت کششی بالایی دارند، باعث تسلیح خاك میشوند. این ویژگی سبب استفاده از ژئوگریدها در بستر جادهها و سایر مناطقی که به تقویت خاك نیاز میباشد، شده است.[1] با مشاهده ژئوگریدهاي تکمحوري و دومحوري و با در نظرگرفتن این مورد که افزایش محورهاي منسوج سبب تقویت آن در جهتهاي مختلف میشود، در این تحقیق سعی بر آن شد تا ژئوگریدهاي 4محوري در5 طرح بافتهاي مختلف تولید و پس از رزین زنی خواص کششی آن در جهت مورب مورد بررسی قرار گیرد.[2] نتایج تحقیقات فبلی نشان میدهد که استفاده از روش المان محدود براي تحلیلهاي تئوري ساختمان بافت مورد بررسی اطمینان از نتایج به دست آمده را افزایش میدهد. همچنین در مواردي که نتایج قابل اعتماد نمیباشد استفاده از روش تحلیل تئوري به نتیجهگیري کلی و تصمیم قطعی در مورد نحوه رفتار یک ساختمان بافت مشخص، با اطمینان بیشتر خواهد بود.[3]
-2 تجربیات
براي بررسی استحکام کششی ژئوگریدها در جهت مورب، 5 نمونه پارچه ژئوگرید مختلف توسط ماشین راشل با مشخصات جدول1 بافته شد.
-2-1 بافت نمونهها
براي بافت نمونه اول از بافت زنجیري در شانه جلو و حرکت این-لی - - ln-lay در شانه عقب - براي اتصال زنجیرها - استفاده میشود. عمل پودگذاري در این نمونه به صورت 10 رج بافت بدون پود و سپس 3 رج بافت به همراه پود انجام شد. براي بهبود خاصیت کششی پارچههاي ژئوگرید در چهار نمونه دیگر، نخهاي ناپیوسته در جهت مورب نیز در ساختمان پارچه قرار داده شد. در نمونه دوم، دو نخ ناپیوسته مورب در جهت +45 و -45در ساختمان پارچه قرار داده شدند. براي اتصال این نخهاي مورب به ساختمان پارچه از حرکت این-لی شانههاي حامل نخ - شانه هاي سوم و چهارم - استفاده شد. در نمونه سوم براي بررسی اثر افزایش تعداد نخهاي مورب، از سه نخ مورب در هر تکرار طرح استفاده شد. نمونه چهارم نیز مانند نمونه 2 بافته شد، با این تفاوت که براي اتصال نخهاي مورب به ساختار پارچه از حرکت حلقه باز شانههاي حامل این نخها به هنگام تغییر جهت استفاده شد. نمونه پنجم مانند نمونه چهار بافته میشود ولی از سه سرنخ مورب در هر تکرار طرح استفاده میشود. نمونههاي 2 تا 5 با استفاده از 4 شانه بافته میشوند. مشخصات نمونههاي تولید شده در جدول 2 و شکل 1 نشان داده شده اند.
-2-2 رزینزنی
براي محافظت از ساختار پارچه و طرح بافت و افزایش استحکام ژئوگرید، بعد از بافت رزین زده میشوند. معمولا براي ژئوگریدهاي پلیاستري از رزین اکریلیکی استفاده میشود.[4] در نتیجه از رزین پلیاستایرن اکریلیک استفاده شد. با توجه به اینکه پایه رزین مورد نظر آب میباشد، مخلوط رزین قابل استفاده شامل 100cc آب و 300cc رزین پلیاستایرن اکریلیک میباشد. پارچه باید تحت کنترل و به صورت کشیده شده قرار بگیرد تا بهطور مناسب و یکنواخت رزین زده شوند و در جریان رزینزنی آسیبی به نمونهها نرسد. بنابراین پارچهها روي قاب فلزي بسته شدند و با قلم و به دقت عملیات رزینزنی انجامشد. بعد از رزینزنی هر نمونه، به مدت 20min در برابر نور خورشید قرار داده شد تا پارچههاخشک شوند و فیلم رزین بر روي آنها تشکیل شود.
-2-3 آزمایش کشش تکمحوري
آزمایش کشش با دستگاه اینسترون مدل 5566 انجام شد. بنابراین طول فکهاي اینسترون روي 20cm تنظیم شد. همچنین آزمایش با سرعت 200mm/min انجام شد .نمونهها به طول حدود 25cm و عرض 5cm برش داده شدند. درنتیجه حدود 2/5cm از هر نمونه داخل فکهاي اینسترون قرار میگرفت. براي اندازهگیري خواص کششی در جهت مورب هر یک از نمونهها در جهت +45 و -45 برش داده و سپس در دستگاه اینسترون قرار داده شدند. . همچنین هر آزمایش 5 بار تکرار شد.
