بخشی از مقاله
خلاصه
به منظور بررسی اثر پودر لاستیک بر رفتار مقاومت فشاری تک محوری خاک مارن تبریز، نمونه هایی با اضافه کردن 2،3،4،5 و 7 درصد پودر لاستیک به خاک مارن تبریزبا رطوبت بهینه بدست آمده از آزمایش تراکم تهیه شد. نمونهها تحت آزمایش فشاری تکمحوری قرار گرفته و برای هر کدام از نمونهها مقاومت نهایی با پارامترهای مربوطه محاسبه شد. پس از انجام آزمایشها مشاهده شد که افزایش پودر لاستیک تاثیر مستقیمی بر روی مقاومت فشاری تکمحوری دارد بهطوریکه با افزایش پودر لاستیک تا 3 درصد وزنی خاک، مقادیر مقاومت فشاری نمونهها افزایش و پس از آن در درصدهای 4،5 و 7 این مقادیر کاهش یافتند. در نهایت بهینه درصد پودر لاستیک برای اصلاح و تثبیت خاک مارن تبریز حدود 3 درصد بدست آمد.
1. مقدمه
یکی از روشهای اصلاح بستر نامناسب خاکها استفاده از لاستیک فرسوده میباشد. با افزودن خردهلاستیک به خاک میتوان مخلوطی سبک با مقاومت بالا و وزن مخصوص پایین جهت خاکریزها ساخت3]،2،.[1 مخلوطی برای کاهش عمق یخبندان بدست آورد.
مخلوطی مقاوم در مقابل فرسایش و تثبیت شیبها پدید آورد6 ]،.[5 در این پژوهش مخلوطهایی با پودر لاستیک و خاک مارن تبریز ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفته است. چنانچه بستر مارن تحت تاثیر آب قرار گیرد با افزایش و کاهش آب تغییر حجم داده و با جذب آب، نرم و چسبناک شده و بافت اولیه آن گسیخته میشود. عوارض ناشی از حرکت آرام آب در خاک مارن منجر به بروز پدیدههایی چون تورم، انحلال، واگرایی، فروریزش و تغییرات فشار آب منفذی شده و موجب خرابی ساختمانها میشود.
در این تحقیق جهت پی بردن به تاثیر پودر لاستیک بر خواص ژئوتکنیک خاک مارن تبریز، ابتدا با استفاده از آزمایش تراکم ، میزان درصد رطوبت بهینه و وزن مخصوص خشک ماکزیمم خاک مارن تعیین شده و سپس بر روی نمونهها، آزمایش مقاومت فشاری تک محوری انجام می گردد. برای ارزیابی اثر درصد پودرلاستیک بر روی رفتار مخلوطها، نمونهها با درصدهای متفاوت پودر لاستیک تهیه میشوند. در نهایت، بر مبنای نتایج حاصل از این آزمایشها، ارزیابی لازم بر حسب درصد پودر لاستیک صورت میگیرد.
2. مصالح و روش تهیه نمونهها
در آزمایش مقاومت فشاری تکمحوری از آئیننامه ASTMD-2166 استفاده شده است.در این مطالعه، شش نوع نمونه خاک متراکم، شامل پنج تا مخلوط مارن و پودر لاستیک و یک نوع رس خالص آزمایش شدند. نمونههای مخلوط از اختلاط مارن خالص با 2، 3، 4، 5 و 7 درصد پودر لاستیک تهیه شده که مشخصات پودر لاستیک مورد استفاده به قطر متوسط 0,2 میلیمتر با دانسیته 0,53 گرم بر سانتیمتر مکعب تعیین شده است. خاک مارن مورد استفاده باعنوان Marl Soil یاد میشود و از منطقه کوی استانداری واقع در شمال شرق شهر تبریز برداشت شده است.
این خاک دارای رنگ سبز و زرد کمرنگ بوده و در این قسمت شهر برونزد دارد. بعد از برداشت خاک از محل، دانههای کلوخی آن به زحمت خرد و خشک شده و از الک نمره 16 سرند و آماده گردید تا مورد مصرف قرار گیرد. خاک مارن این پژوهش به ترتیب دارای حد خمیری PL=28 و حد روانی LL=61 و نشانه خمیری PI=33 می باشد. بنابراین با توجه به داده های آزمایش حدود اتربرگ و طبقهبندی خاکها در سیستم متحد - - USCS ، خاک مورد بررسی از نوع CH تعیین گردید
هرنمونه در 5 لایه با ایجاد خراش در بین لایهها با رطوبت بهینه %28 - ، مطابق شکل - 1 بدست آمده از آزمایش پروکتور استاندارد [8] تهیه شده است. نمونههای تهیه شده بهوسیله دستگاه از قالب جدا و سر و ته آن صاف میگردد تا با سطوح فک دستگاه مماس شود. قطر، طول و وزن نمونه اندازهگیری میشود تا در محاسبات مربوطه اعمال گردد.در این تحقیق از دستگاه تکمحوری با گیج مکانیکی موجود در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشگاه تبریز استفاده شده است. این دستگاه برای آزمایش تحت کنترل کرنش است و نمونه را با سرعت 2,54 میلیمتر در دقیقه تحت کرنش قرار میدهد.
گیج نیروی آن با دقت 0/165 کیلوگرم و گیج جابجایی با دقت 0/001 اینچ - 0/025 میلی متر - میباشد. برای صحتسنجی و ارزیابی مطمئن، هر نمونهی آزمایش 2 بارتکرارشده است.نمونهها پس از آمادهسازی بین دوفک دستگاه تکمحوری قرار میگیرد تا پس از تنظیم گیج نیرو و تغییر مکان به تدریج نیروی لازم اعمال تا مقدار نیرو و جابجایی یادداشت گردد. هر نمونه در نیروی مشخصی گسیخته میشود. جهت محاسبه کرنش و تنش نمونهها، دادهی آزمایشها در نرمافزار اکسل ثبت تا محاسبات مربوطه انجام و منحنی تنش و کرنش ترسیم گردد. برای نمونه محاسبات آزمایش خاک مارن تبریز جهت ملاحظه در جدول 1 درج شده است.
بعد از ثبت نتایج نمونهها و رسم دیاگرام تنش- کرنش و انجام هر نمونه آزمایش حداقل در دو نوبت، شش دیاگرام بهمراه نتایج بدست آمده در 6 شیت که شامل پارمترهای: γd , γs - ω - Cu - qu میشود، درج و ترسیم شده است که با ملاحظه آنها مسیر گسیختگی و مقاومت نهایی تحلیل میگردد.
جدول -1 محاسبات آزمایش خاک مارن تبریز
3. نتایج آزمایشهای انجام شدهی نمونهها
.1 .3 آزمایش تراکم
جهت تعیین خصوصیات خاک مارن تبریز آزمایش تراکم پروکتور استاندارد [8] جهت یافتن وزن مخصوص خشک ماکزیمم و رطوبت بهینه مطابق دیاگرام منحنی تراکم مطابق شکل 1 انجام شده است. با توجه به این نمودار رطوبت بهینه خاک مزبور، 28 درصد و وزن خشک ماکزیمم آن 1/44 گرم بر سانتیمترمکعب تعیین گردیده است
شکل -1 منحنی تعیین رطوبت بهینه تراکم خاک مارن تبریز
.2 .3 آزمایش تراکم
نتایج آزمایش های تک محوری این تحقیق در شکلهای 2 الی 10 نشان داده شده است بطوریکه مشاهده میشود با زیاد شدن پودر لاستیک در خاک مارن تبریز تا درصد بهینه پودر - - %3 بیشترین مقاومت، و از آن نقطه با افزایش پودر، مقاومت مخلوط خاک رو به کاهش است و در %4,62 پودر مقاومت مخلوط برابر مقاومت خاک مارن خالص میشود. افزایش مقاومت تکمحوری در %3 پودر، به میزان %9 میباشد. با مشاهده نتایج منحنیها، کرنش محوری، با افزایش مقدار پودر لاستیک تا %3 پودر ، بیشتر میشود و بالعکس با افزایش پودر بیش از %3 کرنش محوری کاهش مییابد. افزایش مقاومت در اثر افزایش درگیری دانههای خاک بوجود میآید و در اختلاط بیش از %3 اثر معکوس دارد.
