تثبیت بسترهای سست و حتی لایه های زیراساس و اساس با افزودن مواد تثبیت کننده از فنون رایج راهسازی است. تثبیت خاک به منظور بهبود خصوصیات مقاومتی و دوام خاک اغلب با استفاده از سیمان، آهک، فلای اَش و امولسیون آسفالت شناخته شده است. علاوه بر این انواع گوناگونی از افزودنی های غیرسنتی تثبیت/اصلاح خاک مثل پلیمرها، اسیدها، مشتقات لیگنین، آنزیم ها، رزین ها و سیلیکات ها موجود هستند. پلیمرها را می توان به سادگی برای تثبیت مصالح نفوذپذیر مثل ماسه در مدت نسبتاً کوتاه تری از زمان به کار برد. در تحقیق حاضر سیمان پرتلند معمولی همراه با الیاف پلی پروپیلن برای تثبیت ماسه بادی نواحی شرقی استان هرمزگان انتخاب شده اند. چندین گروه از نمونه های خاک با درصدهای مختلف الیاف پلی پروپیلن و مقادیر متفاوت سیمان آماده شدند و پس از انجام آزمایش های شناخت خصوصیات خاک، آزمایش های مقاومت فشاری ملات سیمان و نسبت باربری کالیفرنیا (در دو حالت اشباع و خشک) به منظور بررسی رفتار مقاومتی ماسه بادی تثبیت شده با الیاف و سیمان انجام شدند. هدف اصلی این تحقیق بررسی رفتار مقاومتی ماسه بادی تثبیت شده و مقایسه ی آن با ماسه بادی تثبیت نشده می باشد. نتایج به دست آمده بطور خلاصه نشان دادند که: (1) هنگامی که الیاف پلی پروپیلن با ماسه بادی و سیمان برای ساخت ملات ماسه-سیمان مخلوط می شوند، می توانند به طور یکنواخت در این مخلوط توزیع شده و با از بین بردن تمرکز تنش در اطراف ترک ناشی از بارگذاری، از باز شدن ترک ممانعت به عمل آورده و خصوصیات مکانیکی ملات سیمان را بهبود بخشند، (2) افزودن الیاف پلی پروپیلن به مخلوط ماسه بادی و سیمان در آزمایش مقاومت فشاری ملات سیمان، باعث افزایش مقاومت فشاری ملات می شود، اما با افزودن مقدار الیاف بیشتر از حد بهینه (%2/0) تأثیر مثبتی در مقاومت فشاری ملات سیمان ندارد، (3) میتوان از نتایج آزمایش مقاومت فشاری برای تخمین مقدار الیاف بهینه جهت انجام آزمایش نسبت باربری کالیفرنیا( cbr) استفاده نمود، (4) استفاده از الیاف در ماسه بادی تثبیت شده با سیمان، اثر قابل توجهی بر وزن مخصوص خشک ماکزیمم و مقدار رطوبت بهینه حاصل از آزمایش تراکم ندارد، (5) افزودن الیاف پلی پروپیلن به مخلوط ماسه بادی و سیمان در آزمایش cbr، باعث افزایش مقدار cbr می شود، اما با افزودن مقدار الیاف بیشتر از حد بهینه (%2/0) تأثیر مثبتی در مقدار cbr ندارد، (6) مقدار الیاف پروپیلن بهینه به ازای درصدهای مختلف سیمان معادل 2/0 درصد می باشد.

ماسه های بادی حدود 6 درصد از سطح خشکی های کره ی زمین و 20 درصد از مناطق خشک دنیا را در بر می گیرد. کشور ایران در زمره کشورهایی است که دارای ماسه های بادی می باشد . این نوع ماسه غالبا تراکم چندانی در محل ندارد و مقاومت باربری آن کم می باشد و راهسازی در این خاک ها بسیار دشوار می باشد. مهمترین نتیجه مطالعه حاضر، راهنمایی و تأکید بر اقدام آغاز مطالعات تفضیلی در زمینه تثبیت خاک با هدف بهبود خواص مکانیکی و مقاومتی آن و اجرای طرح های آزمایشی در نقاط مختلف کشور و مورد مطالعه قرار دادن رفتار آن در درازمدت می باشد. هدف از طرح تثبیت خاک با سیمان تعیین درصد مناسب برای خاکی با مشخصات معین است. درصد سیمان انتخاب شده نه تنها باید اهداف تثبیت خاک را ارضا کند بلکه از نظر اقتصادی نیز توجیه پذیر باشد. در این تحقیق، به خاک ماسه بادی مورد مطالعه، سیمان پرتلند معمولی (opc) اضافه شده است. همچنین درصد رس در خاک منطقه شناسایی شده وتأثیر تغییرات این مقدار بر نتایج آزمایش ها مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعات آزمایشگاهی که برای ارزیابی مقاومت ماسه بادی تثبیت شده با سیمان پرتلند استفاده شده است شامل مقاومت فشاری ملات سیمان (cscm) و مقاومت نسبت باربری کالیفرنیا (cbr) می باشند. دوره عمل آوری نمونه های مقاومت فشاری (cscm) و مقاومت cbr، 7 و28 روزه می باشد. آزمایش cbr در دو حالت خشک و اشباع انجام شده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش سیمان و زمان عمل آوری مقادیر مقاومت cscm و مقاومت cbr افزایش می یابد. به عنوان مثال مقاومت cscm نمونه تثبیت شده با 5 % سیمان پرتلند معمولی که با رطوبت بهینه متراکم شده است، بعد از 28 روز، حدود 45 برابر بیشتر از خاک تثبیت نشده می باشد . همچنین با توجه به نتایج آزمایش cbr و بررسی های اقتصادی مشخص شده است که در صورت استفاده از3% سیمان پرتلند معمولی برای تثبیت بستر یک راه اصلی، بعد از 28 روز مقادیر cbr در حالت اشباع بیش از 5 برابر نسبت به خاک تثبیت نشده افزایش داشته است و حدود 8/39% نسبت به روسازی معمولی در هزینه های روسازی صرفه جویی خواهد شد.

طبق قانون جریان مرتبط زمانی که خاک ها تحت برش قرار می گیرند، زاویه اتساع بوجود آمده در اثر برش برابر با زاویه اصطکاک می باشد؛ در حالی که این اتساع در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی بسیار بزرگ تر می باشد و در واقعیت خاک ها از قانون جریان مرتبط پیروی نمی کنند. برطبق قانون جریان غیرمرتبط زاویه اتساع کمتر از زاویه اصطکاک می باشد. در این مطالعه ظرفیت باربری لرزه ای شالوده نواری، نیروی بیرون کشیدگی قائم لرزه ا ی مهار نواری افقی و نیروی مقاوم و محرک لرزه ای خاک در پشت دیوار حائل در حالت برقراری قانون جریان غیرمرتبط بصورت بدون بعد و در ترکیبی از چسبندگی و وزن مخصوص خاک تعیین شده است. نتایج مطالعه حاضر در حالت بارگذاری لرزه ای شبه استاتیکی و شبه دینامیکی با استفاده از تحلیل حدی کران بالا و مکانیزم گسیختگی انتقالی به شکل جداول و نمودارهای طراحی ارائه شده اند. بعلاوه تأثیر پارامترهای مختلف مقاومتی و لرزه ای خاک و پارامترهای هندسی سازه ژئوتکنیکی در تعیین بار حدی مسائل یاد شده بررسی شده است. نتایج تحلیل های صورت گرفته در حالت کلی نشان می دهند که، کاهش زاویه اتساع، افزایش ضریب بزرگنمایی و افزایش سرعت موج برشی و ثانویه سبب کاهش ظرفیت باربری لرزه ای شالوده نواری، کاهش نیروی بیرون کشیدگی قائم لرزه ا ی مهار نواری افقی، کاهش نیروی مقاوم لرزه ای خاک و افزایش نیروی محرک لرزه ای خاک در پشت دیوار حائل می گردند.

طبق قانون جریان مرتبط زمانی که خاک ها تحت برش قرار می گیرند، زاویه اتساع بوجود آمده در اثر برش برابر با زاویه اصطکاک می باشد؛ در حالی که این اتساع در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی بسیار بزرگ تر می باشد و در واقعیت خاک ها از قانون جریان مرتبط پیروی نمی کنند. برطبق قانون جریان غیرمرتبط زاویه اتساع کمتر از زاویه اصطکاک می باشد. در این مطالعه ظرفیت باربری لرزه ای شالوده نواری، نیروی بیرون کشیدگی قائم لرزه ا ی مهار نواری افقی و نیروی مقاوم و محرک لرزه ای خاک در پشت دیوار حائل در حالت برقراری قانون جریان غیرمرتبط بصورت بدون بعد و در ترکیبی از چسبندگی و وزن مخصوص خاک تعیین شده است. نتایج مطالعه حاضر در حالت بارگذاری لرزه ای شبه استاتیکی و شبه دینامیکی با استفاده از تحلیل حدی کران بالا و مکانیزم گسیختگی انتقالی به شکل جداول و نمودارهای طراحی ارائه شده اند. بعلاوه تأثیر پارامترهای مختلف مقاومتی و لرزه ای خاک و پارامترهای هندسی سازه ژئوتکنیکی در تعیین بار حدی مسائل یاد شده بررسی شده است. نتایج تحلیل های صورت گرفته در حالت کلی نشان می دهند که، کاهش زاویه اتساع، افزایش ضریب بزرگنمایی و افزایش سرعت موج برشی و ثانویه سبب کاهش ظرفیت باربری لرزه ای شالوده نواری، کاهش نیروی بیرون کشیدگی قائم لرزه ا ی مهار نواری افقی، کاهش نیروی مقاوم لرزه ای خاک و افزایش نیروی محرک لرزه ای خاک در پشت دیوار حائل می گردند.

در این تحقیق، لجن ضایعات سنگی به دست آمده از برش سنگ در کارخانجات سنگبری، برای تثبیت خاک رس به همراه آهک مورد استفاده قرار گرفت. پودر ریز دانه لجن سنگ با خاک رس و آهک ترکیب شد. بنابراین، تاثیرات استفاده از پودر ضایعات سنگی و آهک در تثبیت خاک ریز دانه رسی در آزمایشگاه بررسی شد. نمونه های خاک در حالت طبیعی و زمانی که با درصد های مختلف آهک و پودر ضایعات سنگی ترکیب شدند،مورد استفاده قرار گرفتند. تست های آزمایشگاهی شامل آزمایش حدود آتربرگ، آزمایش دانه بندی، آزمایش تراکم استاندارد، آزمایش ph، آزمایش مقاومت فشاری و آزمایش نسبت باربری کالیفرنیا می باشند. نتایج بدست آمده، کاهش معنا داری در پلاستیسیته و تغییر در رطوبت بهینه و وزن واحد حجم ماکزیمم خاک رس را با افزایش مقادیر پودر ضایعات سنگی و آهک نشان می دهد. مقدار رطوبت بهینه با افزایش مقدار آهک و پودر ضایعات سنگی برای همه نمونه ها افزایش می یابد. همچنین چگالی خشک حداکثر با افزایش آهک کاهش می یابد، در حالی که حداکثر چگالی خشک با افزایش مقدار پودر ضایعات سنگی افزایش یافته است. نتایج آزمایش های مقاومت فشاری و نسبت باربری کالیفرنیا نشان می دهد که در زمان های عمل آوری مختلف، افزودن پودر ضایعات سنگی و آهک باعث افزایش مقدار مقاومت فشاری تا 6% پودر ضایعات سنگی و 7% آهک، وافزایش مقدار نسبت باربری کالیفرنیا تا 6% پودر ضایعات سنگی و 9% آهک شده است، و برای درصدهای بیشتر، مقادیر مقاومت فشاری و نسبت باربری کالیفرنیا کاهش می یابد. بنابراین رفتار خواص ژئوتکنیکی خاک رسی که با پودر ضایعات سنگی و آهک مخلوط شده است نشان می دهد که این مواد اصلاح کننده خوبی برای خاک های مشکل دار می باشند.