بررسی تأثیر ترکیب الیاف گوناگون بر تراکم و مقاومت فشاری محصور نشده‌ی خاک رس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی و احد نجف آباد، اصفهان، ایران

2 گروه زمین شناسی- دانشگاه اصفهان- ایران

چکیده

در سال‌های اخیر تحقیقات زیادی بر روی خاک مسلح به الیاف مختلف انجام شده است. لیکن در اکثر این تحقیقات از یک نوع الیاف استفاده و کمتر به تأثیر ترکیب چند الیاف پرداخته شده است. همچنین استفاده از الیاف ضایعاتی از نظر اقتصادی و محیط زیست نیز، کمتر مورد توجه بوده است. لذا در این تحقیق به بررسی مقاومت برشی خاک رس با استفاده از 5 نوع الیاف شامل: فولاد صنعتی، فولاد ضایعاتی، شیشه، پلی‌پروپیلن و کاه به صورت تکی و ترکیبی پرداخته شده است. روند تحقیق به این صورت است که ابتدا یک طرح شاهد از خاک بدون الیاف تهیه شده است. سپس، نمونه‌هایی از خاک، با الیاف‌های ذکر شده به صورت تکی با مقادیر0/5، 0/75 و 1%، تهیه شده است. و در مرحلة سوم، نمونه‌هایی از خاک با الیاف‌، به صورت ترکیب دوتایی شامل: فولاد صنعتی و شیشه، فولاد صنعتی و پلی‌پروپیلن، شیشه و پلی‌پروپیلن، فولاد ضایعاتی و کاه با درصد‌های وزنی (0/25 و 0/75)، (0/5 و0/5) و (0/75 و 0/25)، تهیه شده است. در نهایت وزن واحد حجم و مقاومت فشاری تک محوره‌ی کلیه‌ی طرح‌ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داده که در بین نمونه‌های ساخته شده با یک نوع الیاف، شیشه با مقدار 1%، بیشترین وزن واحد حجم و مقاومت فشاری، و در بین ترکیب‌های دوتایی، ترکیب‌ فولاد صنعتی و شیشه، با مقدار (0/75 و 0/25%)، بیشترین وزن واحد حجم و با مقدار (0/25 و 0/75%)، بیشترین مقاومت فشاری حاصل شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of different fiber combinations on density and unrestricted compressive strength of clay

نویسندگان [English]

  • Hamid Reza Sadrarhami 1
  • Rassoul Ajalloeian 2
1 Faculty of Civil Engineering, Islamic Azad University of Najafabad Branch, Isfahan, Iran
2 Department of Geology- University of Isfahan
چکیده [English]

In recent years, a lot of research has been done on soil reinforced with different fibers. However, in most of these studies, one type of fiber has been used and less attention has been paid to the problems of combining different fibers. Also, the use of waste fibers has been less considered economically and environmentally. Therefore, in this study, the shear strength of clay has been investigated using 5 types of fibers including industrial steel, scrap steel, glass, polypropylene and straw, individually and in combination. The research process is that first, a control design is prepared from fiber-free soil. Then, soil samples were prepared with the mentioned fibers individually with the values ​​of 0.5, 0.75 and 1%. And in the third stage, samples of soil with fibers, in dual composition including: industrial steel and glass, industrial steel and polypropylene, glass and polypropylene, scrap steel and straw with weight percentages (0.25 and 0.75), (0.5 and 0.5) and (0.75 and 0.25), respectively. Finally, the maximum specific gravity and uniaxial compressive strength of all designs have been studied and compared. The results of this study showed that among the samples made with one type of fiber, glass with a value of 1%, the highest specific gravity and compressive strength, and among binary compounds, a combination of industrial steel and glass with a value of (0.75 0.25%), the highest specific gravity and with the amount (0.25 and 0.75%), the highest compressive strength is obtained.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Clay
  • industrial steel fibers
  • Glass fibers
  • Uniaxial compressive strength
  • Dual composition
[1] F. Schlosser, P. Delage, Reinforced soil retaining structures and polymeric materials, in:  The Application of Polymeric Reinforcement in Soil Retaining Structures, Springer, (1988) 3-65.
[2] R. Kaushik, T. Sharma, Influence of waste polypropylene fibers on resilient modulus of clay soil, Int. J. Res. Advent Technol, 7(1) (2019) 251-255.
[3] M. Zaryoun, M. Hosseini, Lightweight fiber-reinforced clay as a sustainable material for disaster resilient architecture of future buildings, Architectural Engineering and Design Management, 15(6) (2019) 430-444.
[4] A. de Oliveira Júnior, J.F. Jucá, J. Ferreira, L. Guilherme, Geotechnical Behavior and Soil-Fiber Interaction of Clayey Soil Mixed with Randomly Dispersed Coconut Fibers, Soils and Rocks, 42 (2019) 127-138.
[5] Q. Cheng, J. Zhang, N. Zhou, Y. Guo, S. Pan, Experimental Study on Unconfined Compression Strength of Polypropylene Fiber Reinforced Composite Cemented Clay, Crystals, 10(4) (2020) 247.
[6] T. Sharma, R. Kaushik, Effect of Polypropylene Fiber on Properties of Bagasse Ash-Cement Stabilized Clay Soil, 10 (2019) 255-266.
[7] A. Saygılı, M. Dayan, Freeze-thaw behavior of lime stabilized clay reinforced with silica fume and synthetic fibers, Cold Regions Science and Technology, 161 (2019).
[8] M. Mirzababaei, A. Arulrajah, A. Soltani, N. Khayat, Stabilization of soft clay using short fibers and poly vinyl alcohol, Geotextiles and Geomembranes, 46 (2018).
[9] ASTM Standard D-4318, Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils, ASTM International, (2010).
[10] ASTM Standard C-127, Standard Test Method for Relative Density (Specific Gravity) and Absorption of Coarse Aggregate, ASTM International, (2001).
[11] ASTM D-854, Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by Water Pycnometer, ASTM International, (2010).
[12] ASTM D-698, Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort (12 400 ft-lbf/ft3 (600 kN-m/m3)), ASTM International, (2012).
[13] ASTM D-2487, Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System), ASTM International, (2011).
[14] ASTM Standard D-422, Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils, ASTM International, (2007).
[15] ASTM D-2166, Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil, ASTM International, (2013).
[16] ASTM D-4767, Standard Test Method for Consolidated Undrained Triaxial Compression Test for Cohesive Soils, ASTM International, (2011).