بررسی رفتار مقاومت برشی خاک ماسه‌ای بندرانزلی مسلح شده با پلی اتیلن ترفتالات (PET)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی شاهرود

2 عضو هیات علمی، گروه خاک و پی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود

3 دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده مهندسی عمران

4 گروه عمران-دانشگاه صنعتی شاهرود-شاهرود-ایران

چکیده

باتوجه به تولید روزافزون مواد پلاستیکی، دغدغه‌ی بین المللی دفع یا بازیافت ضایعات پلاستیکی در جهان مطرح است. یکی از راه کارهای استفاده‌ی مجدد از ضایعات پلاستیکی، استفاده از آن‌ها در مهندسی و بهسازی ساخت گاه ها یا زمین‌های سست است. هدف از انجام این پژوهش یافتن راهی برای استفاده‌ی مجدد نوعی خاص از پلاستیک‌ها )بطری‌های دوغ، نوشابه، آب معدنی و...( در کارهای ژئوتکنیکی جهت بهسازی خاک می‌باشد. در این مقاله رفتار مکانیکی ماسه‌ی بندرانزلی که با خرده‌های پلی اتیلن ترفتاالت 1×1سانتی‌متری و نوارهای 5×1سانتی‌متری به مقادیر 0 و 0/1 و 0/5 و 1 و 2 درصد و الیاف پلیاتیلن ترفتالات به مقادیر 0 و 0/1 و 0/5 درصد از وزن خاک خشک به طور جداگانه مسلح شده، مورد ارزیابی قرار گرفته است. آزمایش‌های برش مستقیم بزرگ مقیاس بر روی نمونه‌های دارای تراکم %76 انجام شده و تاثیر پارامترهایی چون ابعاد، درصد وزنی مسلح کننده‌ها در خاک و همچنین سربار قائم بررسی گردیده است. نتایج آزمایش‌ها نشان داده اگرچه خرده‌ها و نوارهای پلی اتیلن ترفتالات موجب بهبود رفتار مکانیکی خاک ماسه‌ای شده‌اند؛ اما تاثیر تسلیح با الیاف بر بهبود خصوصیات مکانیکی خاک به مراتب بیشتر بوده است. همچنین درصد بهینه‌ی مسلح کننده‌های نواری و خرده‌های پلی اتیلن ترفتالات 1 %از وزن خاک خشک به دست آمده است. مقایسه‌ی بین نمونه‌های مسلح و غیر مسلح نشان داده است نمونه‌های مسلح دارای شکل‌پذیری و مقاومت بیشتری بوده‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Shear Strength Behaviour of Anzali Port Sand Reinforced with Polyethylene terephthalate (PET)

نویسندگان [English]

  • Zahra Hajiannejad 1
  • Mohsen Keramati 2
  • Morteza Alinejad 3
  • reza naderi 4
1 shahrood university of technology
2 Civil Engineering, Shahrood University of technology
3 Department of Civil Engineering, Shahrood University of Technology,
4 civil engineering, shahrood univeristy of technology, shahrood, iran
چکیده [English]

Due to the increasing production of plastic materials, there is an international concern about disposal or recycling of plastic waste in the world. One of the ways to reuse plastic waste is to use it in the engineering works to modify mechanical properties of loose soils. The purpose of this research is to find a way to reuse a particular kind of plastics (bottles of dough, soft drinks, mineral water, etc.) in geotechnical works to improve soil. In this paper, the mechanical behavior of Anzali Port sand, reinforced with 1×1 cm polyethylene terephthalate crumbs and 1×5cm strips, to 0, 0.1 , 0.5 , 1 and 2% and polyethylene terephthalate fibers to 0 and 0.1 and 0.5% of the dry weight of the soil which were arranged separately, was evaluated. Samples were prepared at the relative density of 75%. The effects of parameters such as dimensions, the weight percentage of reinforcers in the soil and vertical stress were investigated. The results of the experiments showed that although the polyethylene terephthalate crumbs and strips improve the mechanical behavior of sandy soil, but the effect of fiber reinforcers on soil mechanical properties has been much higher. Also, the optimum percentage of polyethylene terephthalate crumbs and strips reinforcers was 1% of sand dry weight. The comparison between reinforced and unreinforced samples showed that reinforced specimens had more ductility and resistance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sand
  • Polyethilen Terphetelate
  • Large scale direct shear test
  • Reinforcement
  • Mechanical Behavior
[1] O. Andersland, Shear strength of kaolinite/fiber soil mixture, in:  Proc. of the 1st Int. Conf. on Soil Reinforcement, 1979.
[2] D.H. Gray, H. Ohashi, Mechanics of Fiber Reinforcement in Sand, Journal of Geotechnical Engineering, 109(3) (1983) 335-353.
[3] M. H. Maher, Y.-C. Ho, Mechanical Properties of Kaolinite/Fiber Soil Composite, 1994.
[4] Y. Wang Utilization of Recycled Carpet Waste Fibers for Reinforcement of Concrete and Soil AU - Wang, Youjiang, Polymer-Plastics Technology and Engineering, 38(3) (1999) 533-546.
[5] T. Park, S.A. Tan, Enhanced performance of reinforced soil walls by the inclusion of short fiber, Geotextiles and Geomembranes, 23(4) (2005) 348-361.
[6] C. Tang, B. Shi, W. Gao, F. Chen, Y. Cai, Strength and mechanical behavior of short polypropylene fiber reinforced and cement stabilized clayey soil, Geotextiles and Geomembranes, 25(3) (2007) 194-202.
[7] S. Akbulut, S. Arasan, E. Kalkan, Modification of clayey soils using scrap tire rubber and synthetic fibers, Applied Clay Science, 38(1-2) (2007) 23-32.
[8] N.C. Consoli, M.A. Vendruscolo, A. Fonini, F. Dalla Rosa, Fiber reinforcement effects on sand considering a wide cementation range, Geotextiles and Geomembranes, 27(3) (2009) 196-203.
[9] J. Li, D. Ding, Nonlinear elastic behavior of fiberreinforced soil under cyclic loading, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 22(9-12) (2002) 977-983.
[10] N.C. Consoli, J.P. Montardo, P.D.M. Prietto, G.S. Pasa, Engineering behavior of a sand reinforced with plastic waste, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 128(6) (2002) 462-472.
[11] G.S. Babu, S.K. Chouksey, Stress–strain response of plastic waste mixed soil, Waste management, 31(3) (2011) 481-488.
[12] A.m. Azhdarpour, M.r. Nicodel, d. Mohammadi, The effect of increasing polyethylene terephthalate (PET) polymer chips on the engineering properties of sandy and clay soils, in: 7th Iranian Conference on Engineering Geology and Environment, Shahroud University of Technology, 2011.
[13] S. Simnegar, Gh. Kamali, Laboratory study of sand reinforcement with polyethylene terephthalate (PET) waste plastic fibers, in: Sixth National Congress of Civil Engineering, Semnan University, 2011.]
[14] R. Acharyya, A. Lahiri, S. Mukherjee, P. Raghu, IMPROVEMENT OF UNDRAINED SHEAR STRENGTH OF CLAYEY SOIL WITH PET BOTTLE STRIPS,  (2013).
[15] E. Botero-Jaramillo, A. Ossa, G. Sherwell, E. OvandoShelley, Stress–strain behavior of a silty soil reinforced with polyethylene terephthalate (PET), 2015.
[16] A. Patil, Experimental review for utilisation of waste plastic bottles in soil improvement techniques, Int. J. Eng. Res. Appl, 6(8) (2016) 25-31.
[17] N. Malidarreh, I. Shooshpasha, S. Mirhosseini, M. Dehestani, Effects of reinforcement on mechanical behaviour of cement treated sand using direct shear and triaxial tests, International Journal of Geotechnical Engineering, 12(5) (2018) 491-499.
[18] G. Di Emidio, J. Meeusen, D. Snoeck, R.V. Flores, Enhanced Sustainable Soils: A Review, in:  The International Congress on Environmental Geotechnics, Springer, 2018, pp. 515-522.
[19] S. El-Badawy, Soil Reinforcement Using Recycled Plastic Waste for Sustainable Pavements, in:  Sustainable Solutions for Railways and Transportation Engineering: Proceedings of the 2nd GeoMEast International Congress and Exhibition on Sustainable Civil Infrastructures, Egypt 2018–The Official International Congress of the SoilStructure Interaction Group in Egypt (SSIGE), Springer, 2018, pp. 7.
[20] S. Peddaiah, A. Burman, S. Sreedeep, Experimental Study on Effect of Waste Plastic Bottle Strips in Soil Improvement, Geotechnical and Geological Engineering, 36(5) (2018) 2907-2920.
[21] D.P. Zeccos, Evaluation of static and dynamic properties of municipal solid-waste, University of California, Berkeley, 2005.
[22] A.K. Sahu, I. Shankar, Load-Carrying Capacity of Stone Column Encased with Geotextile.