چکیده

هدف از انجام این تحقیق بهبود خصوصیات مکانیکی و ژئوتکنیکی خاک­های ماسه بادی است. چون یکی از مشکلات عمده ماسه بادی، مقاومت کم آن­ تحت شرایط رطوبت طبیعی و اشباع می­باشد، یک مطالعه آزمایشگاهی به منظور بررسی تاثیر افزودن پلیمر پلی وینیل الکل در بهبود خواص ژئوتکنیکی ماسه بادی انجام شد. نتایج حاصل از آزمایش­های تراکم نشان داد که افزودن این پلیمر تا ۰/۲ درصد وزنی، وزن مخصوص خشک حداکثر را افزایش می­دهد و در رطوبت بهینه تغییر قابل ملاحظه­ای ایجاد نمی­شود. نتایج آزمایش­ها همچنین نشان داد که با افزایش درصد پلیمر، مقاومت CBR نمونه­ها به مقدار قابل توجهی افزایش می­یابد به نحوی که در نمونه­های ساخته شده با ۰/۵ درصد وزنی پلیمر، مقدار CBR به ۱۸۵ رسید؛ این مقدار بیش از 7/5 برابر CBR برای خاک بدون مواد افزودنی می­باشد. با توجه به حلالیت پلیمر فوق در آب، برای حفاظت از مخلوط خاک و پلیمر در برابر آبشستگی از سیمان استفاده شد. آزمایش­ها نشان داد که با افزودن ۲ درصد سیمان به مخلوط فوق هم بر مقاومت نمونه­ها افزوده شده و هم پایداری ­آنها در برابر آبشستگی افزایش می­یابد. نتایج حاصل از آزمایش برش مستقیم نشان داد، افزودن پلیمر همچنین باعث افزایش چشمگیری در مقاومت برشی نمونه­ها می­شود. البته شکست خاک در این حالت، به صورت شکست ترد و ناگهانی مشاهده گردید. برای جلوگیری از این حالت و شکل پذیرتر کردن نمونه­ها از الیاف تایر استفاده شد. مقدار بهینه الیاف مورد نیاز در این حالت برابر با ۰/۶ درصد وزنی به دست آمد. نتایج آزمایش­های تک محوری نیز نشان دادند که افزودن پلی وینیل الکل مقاومت فشاری و برشی خاک را به میزان بسیار قابل توجهی افزایش می­دهد. همچنین مشخص شد ترکیب همزمان پلیمر، سیمان و الیاف به خاک بیشترین تاثیر را در اصلاح خصوصیات ماسه بادی دارد. به عنوان نمونه در ترکیب ۰/۴ درصد پلی وینیل الکل، ۲ درصد سیمان و ۰/۶ درصد الیاف تایر با ماسه بادی، مقاومت فشاری نمونه به ۱۵ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع رسید؛ درحالی که مقاومت فشاری برای ماسه بادی با ۲ درصد سیمان، تنها ۰/۳ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع بود.

 

فهرست مطالب

عنوان                  صفحه

فصل اول مقدمه. 1

۱-۱-دورنمای کار. 2

۲-۱-تعریف مسأله. 2

۳-۱-مروری بر مطالب ارائه شده در این تحقیق.. 3

فصل دوم سابقه تحقیق… 5

۱-۲- مقدمهای بر اصلاح خاک، مواد و روش های مورد استفاده. 6

۲-۲- استفاده از مواد افزودنی ضایعاتی به منظور بهسازی خصوصیات خاک های ماسه‌ای.. 6

۱-۲-۲- بهبود خصوصیات ماسه های تثبیت شده با سیمان و خرده شیشه ضایعاتی.. 6

۲-۲-۲- استفاده از لاستیک و کفپوش های لاستیکی ضایعاتی برای بهبود خواص خاک ماسه‌ای.. 10

۳-۲- تسلیح خاک ماسهای با بهره گرفتن از الیاف طبیعی.. 16

۱-۳-۲-اصلاح ماسه با بهره گرفتن از الیاف کاه جو و کنف… 16

۲-۲-۳- افزایش ظرفیت باربری خاک ماسه ای مسلح شده با برگ خرما 18

۴-۲- تسلیح خاک ماسهای با بهره گرفتن از الیاف مصنوعی.. 20

۱-۴-۲ استفاده از الیاف پلاستیک باطله پلی اتیلن ترفتالات (پت) 21

۲-۴-۲- استفاده از الیاف کارخانه لاستیک سازی.. 26

۵-۲- استفاده از مواد پلیمری و نفتی برای بهسازی خاک ماسه ای.. 27

۱-۵-۲- اصلاح خصوصیات ژئوتکنیکی خاک های ماسه ای با بهره گرفتن از پسمانده مواد نفتی پالایشگاه ها: 28

۲-۵-۲- بررسی اثر چسب های پلیمری روی خواص مکانیکی خاک ماسه ای: 31

۱-۲-۵-۲-تحقیقات انجام شده توسط پارک و همکاران.. 31

۲-۲-۵-۲-تحقیقات انجام شده توسط کاستاز و همکاران.. 35

۳-۲-۵-۲- تحقیقات انجام شده توسط آناگناستوپلوس و همکاران.. 38

2-5-3- جمع بندی و نتیجه گیری از تحقیقات گذشته. 40

فصل سوم روش تحقیق… 43

۱-۳- مقدمه. 44

۲-۳- مصالح مورد استفاده. 44

۱-۲-۳- خاک مورد استفاده. 44

۲-۲-۳- پلیمر مورد استفاده در تحقیق.. 45

۳-۲-۳- الیاف مورد استفاده. 46

۴-۲-۳- سیمان.. 47

۳-۳- آماده سازی و عمل آوری نمونه ها 47

۴-۳- برنامه آزمایشگاهی.. 48

۱-۴-۳- آزمایش دانه بندی.. 49

۱-۱-۴-۳- وسایل مورد نیاز. 49

۲-۱-۴-۳- انجام آزمایش…. 49

۲-۴-۳- آزمایش تراکم.. 49

۱-۲-۴-۳- مقدمه. 49

۲-۲-۴-۳- اساس آزمایش…. 50

۳-۲-۴-۳- وسایل مورد نیاز. 50

۴-۲-۴-۳- روش انجام آزمایش…. 51

۳-۴-۳- آزمایش CBR.. 52

۱-۳-۴-۳- تئوری آزمایش…. 52

۲-۳-۴-۳- وسایل آزمایش…. 53

۳-۳-۴-۳- روش انجام آزمایش…. 54

۴-۳-۴-۳-عدد CBR.. 55

 

۵-۳-۴-۳- تصحیح نتایج آزمایش…. 55

3-4-4- آزمایش برش مستقیم.. 56

-۱-۴-۴-۳ تئوری آزمایش…. 56

-۲-۴-۴-۳ شرایط انجام آزمایش…. 57

-۳-۴-۴-۳  وسایل آزمایش…. 57

-۴-۴-۴-۳  روش انجام آزمایش…. 58

-۵-۴-۳ آزمایش فشاری تک محوری.. 59

۱-۵-۴-۳تئوری آزمایش…. 59

۲-۵-۴-۳- وسایل آزمایش…. 59

۳-۵-۴-۳-روش آزمایش…. 60

فصل چهارم نتایج حاصل از آزمایشها و  تفسیر آنها 61

۱-۴- مقدمه. 62

۲-۴- نتایج آزمایش دانه بندی.. 62

۳-۴- نتایج آزمایش های تراکم.. 62

۱-۳-۴- آزمایش تراکم بدون مواد افزودنی.. 63

۲-۳-۴- آزمایش تراکم با ۰/۱ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 64

۳-۳-۴- آزمایش تراکم با ۰/۲ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 65

۴-۳-۴- آزمایش تراکم با ۰/۳ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 66

۵-۳-۴- تفسیر نتایج آزمایشهای تراکم.. 67

۴-۴- نتایج آزمایش های CBR.. 68

۱-۴-۴- آزمایش CBR بدون مواد افزودنی.. 68

۲-۴-۴- آزمایش CBR با ۰/۱ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 69

۳-۴-۴- آزمایش CBR با ۰/۲ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 71

۴-۴-۴- آزمایش CBR با ۰/۳ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 73

۵-۴-۴- آزمایش CBR با ۰/۴ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 74

۶-۴-۴- آزمایش CBR با ۰/۵ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 76

۷-۴-۴- آزمایش CBR با ۰/۶ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 77

۸-۴-۴- تفسیر نتایج آزمایش CBR.. 79

۹-۴-۴- آزمایش CBR با پلیمر پلی وینیل الکل و سیمان.. 81

۵-۴- نتایج آزمایشهای برش مستقیم.. 82

۱-۵-۴- آزمایش برش مستقیم روی خاک بدون مواد افزودنی.. 82

۲-۵-۴- آزمایش برش مستقیم روی خاک با ۰/۲ درصد پلیمر پلی وینیل الکل.. 83

۳-۵-۴- آزمایش برش مستقیم با ۰/۲ درصد پلیمر و ۰/۴ درصد الیاف تایر. 84

۴-۵-۴- آزمایش برش مستقیم با ۰/۲ درصد پلیمر و ۰/۶ درصد الیاف تایر. 85

۵-۵-۴- آزمایش برش مستقیم با ۰/۲ درصد پلیمر و ۰/۸ درصد الیاف تایر. 86

۶-۵-۴- تفسیر نتایج آزمایش برش مستقیم.. 86

4-6- نتایج آزمایشهای تک محوری.. 88

4-6-1- آزمایش تک محوری برای ماسه بادی با ۲ درصد سیمان.. 88

4-6-2- آزمایش تک محوری برای ماسه بادی با ۰/۲ درصد پلی وینیل الکل.. 89

۳-۶-۴- آزمایش تک محوری برای ماسه بادی با ۰/۴ درصد پلی وینیل الکل.. 89

۴-۶-۴- آزمایش تک محوری برای ماسه بادی با ۰/۶ درصد پلی وینیل الکل.. 90

۵-۶-۴- آزمایش تک محوری با ۰/۲ درصد پلی وینیل الکل و ۲ درصد سیمان.. 91

۶-۶-۴- آزمایش تک محوری با ۰/۴ درصد پلی وینیل الکل و ۲ درصد سیمان.. 91

۷-۶-۴- آزمایش تک محوری با ۰/۲ درصد پلی وینیل الکل و ۰/۶ درصد الیاف تایر. 92

۸-۶-۴- آزمایش تک محوری با ۰/۴ درصد پلی وینیل الکل و ۰/۶ درصد الیاف تایر. 93

۹-۶-۴- آزمایش تک محوری با ۰/۲ درصد پلی وینیل الکل، ۰/۶ درصد الیاف تایر و ۲ درصد سیمان   93

۱۰-۶-۴- آزمایش تک محوری با ۰/۴ درصد پلی وینیل الکل، ۰/۶ درصد الیاف تایر و ۲ درصد سیمان   94

۱۱-۶-۴- تفسیر نتایج آزمایشهای تک محوری.. 95

فصل پنجم نتیجه‌گیری و پیشنهادها 101

۱-۵- نتیجه‌گیری.. 102

5-2- پیشنهادها 103

منابع و مآخذ………….. 100

دورنمای کار

بدون تردید یكی از مقدماتی‌ترین و مهم‌ترین اصول در اجرای طرح‌های عمرانی، داشتن زمینی مقاوم برای احداث بناست كه با توجه به رشد روزافزون جمعیت دنیا در سال‌های اخیر ، مساحت زمین‌های مناسب برای ساخت و ساز و احداث بنا بتدریج در حال كاهش است. در چنین شرایطی دستیابی به روش‌های جدید و اصولی برای بهبود و اصلاح زمین‌های نامناسب رقابت شدیدی را بین مهندسان عمران كشورهای توسعه‌یافته ایجاد كرده است و در حقیقت باید پذیرفت كه توسعه هرچه بیشتر فنون و روش‌های اختصاصی به منظور دستیابی به این هدف برای انسان ضروری خواهد بود. آنچه باعث می­شود که یک روش بر روش دیگر برتری یابد، پارامترهای اقتصادی، شرایط و مشکلات اجرایی، امکانات موجود و محدودیت­های زمانی و مکانی می­باشد. اصولا دستیابی به مصالح مرغوب که به لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه باشد و بتواند بارهای اعمال شده از سوی سازه را به راحتی تحمل کند انگیزه اصلی اصلاح خاک[1] می باشد.

۲-۱-تعریف مسأله