ارزیابی پارامترهای مقاومتی خاک رسی مسلح شده با الیاف پلی پروپیلن و تثبیت شده با پلیمر

ساخت سازه های مهندسی بر روی بستر نرم و سست به دلیل نشست های ناهمسان و گسیختگی های برشی دارای خطرات زیادی است. لذا یکی از روش های اصولی برای داشتن بستری سخت و محکم بحث تسلیح خاک است. با توجه به اینکه امروزه دفع مواد ضایعاتی کارخانه ها، به عنوان یکی از معضلات و مسائل اساسی در مهندسی محیط زیست مطرح است، لذا برای کاهش آلاینده های زیست محیطی، از این گونه ضایعات برای بهبود خواص مهندسی خاک استفاده شده است. الیاف پلی پروپیلن از این نوع تسلیح کننده ها هستند که تحقیقات زیادی در حال حاضر در مورد آن ها بر روی خاک های مختلف از جمله رس انجام گرفته است. با توجه به اینکه تأثیر توأم این تسلیح کننده و پلیمر تا کنون روی خواص خاک مطرح نشده است، لذا در این پایان نامه پارامترهای مقاومتی خاک رسی تسلیح شده با لیاف پلی پروپیلن و تثبیت شده با پلیمر هر کدام به صورت مجزا و همچنین توأم با هم تحت آزمایش های تک محوری، برش مستقیم و سه محوری مورد ارزیابی قرار گرفته است. الیاف مورد استفاده از نوع الیاف پلی پروپیلن به طول 12 میلی متر به صورت الیافی مجزا می-باشند که در درصدهای وزنی مختلف از 3/0 تا 1 درصد به خاک افزوده شده است . پلیمر مورد استفاده پودری سفید رنگ با نام تجاری ftr-88 بوده که از کارخانه صنایع شیمیایی فارس تهیه شده و در درصدهای وزنی 5 و 8 درصد به صورت وزنی از خاک خشک مورد استفاده قرار گرفته اند و آزمایش های مختلف روی آن ها صورت گرفته است. آزمایش های تک محوری بر روی نمونه های رسی تسلیح شده با الیاف pp نشان داد که افزودن الیاف پلی پروپیلن به خاک، افزایش مقاومت تک محوری نمونه ها و کاهش سختی را در پی دارد. به عنوان مثال افزودن تنها 3/0 درصد الیاف pp مقاومت فشاری محدود نشده نمونه ها را از 135 کیلوپاسکال به 245 کیلوپاسکال افزایش و سختی را از 95/4 به 8/3 مگاپاسکال کاهش می دهد. همچنین افزودن پلیمر به خاک در درصدهای متفاوت و در زمان های عمل آوری 6 ساعت، 1 روز و 3 روز نشان داد که افزودن پلیمر به خاک، مقاومت فشاری محدود نشده و سختی خاک را افزایش می دهد. به عنوان مثال افزودن 5 درصد پلیمر به خاک بعد از 1 روز عمل آوری، مقاومت فشاری را از 135 کیلوپاسکال به 205 کیلوپاسکال (بیش از 5/1 برابر) رسانده و همچنین سختی خاک را به حدود دو برابر افزایش داده است. هم چنین زمان گیرش پلیمر در زیر آب کمتر از چند ساعت بوده و اختلاف ناچیزی بین مقاومت نمونه ها در زمان عمل آوری 1 روز و 3 روز مشاهده گردید. پس از ترکیب خاک رس با درصدهای متفاوت الیاف و پلیمر در زمان های عمل آوری متفاوت نشان داد که اولاً نمونه ها پس از 1 روز به بیش از 95 درصد مقاومت نهایی خود رسیده اندو ثانیاً تفاوت بین مقاومت نهایی نمونه های دارای 5 و 8 درصد افزودنیِ پلیمر کمتر از 10% می باشد. در نتیجه به لحاظ صرفه ی اقتصادی مقدار بهینه پلیمر به میزان 5 درصد پیشنهاد گردیده است. آزمایش های برش مستقیم بر روی نمونه های رسی تسلیح شده با الیاف pp نشان داد که افزودن الیاف پلی پروپیلن به خاک، منجر به تغییرات چشمگیری در مقاومت برشی نمونه ها نسبت به خاک غیرمسلح نمی شود البته بیش از آن که میزان زاویه اصطکاک داخلی خاک را تحت تأثیر خود قرار دهد، چسبندگی خاک را افزایش می دهد. آزمایش های سه محوری cu بر روی نمونه های رسی مسلّح به الیاف pp و تثبیت شده با درصد پلیمر بهینه (5 درصد) در زمان عمل آوری 1 روز حاکی از بهبود بیشتر در مقاومت خاک با استفاده ی هم زمان از تسلیح و تثبیت بود. نتایج حاصله نشان داد که میزان الیاف 3/0 درصد بهینه ترین حالت برای ترکیب خاک رس با الیاف است. به علاوه اثر ترکیبی تسلیح و تثبیت نیز بیشتر در افزایش پارامتر چسبندگی خاک مشاهده گردید.