مطالعه تجربی سختی ماسه با پیوند بین دانه ای ضعیف تحت تنش محدودکننده کم

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: مطالعه تجربی سختی ماسه با پیوند بین دانه ای ضعیف تحت تنش محدودکننده کم

ارائه دهنده: Provider: فاطمه مرادی - رشته عمران

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر محمد ملکی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر عباس قدیمی- دکتر میثم زرین فر

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 1402/7/24 ساعت 14.00 الی 16.00

مکان ارائه: Place of presentation: دپارتمان برق سمینار 1

چکیده: Abstract: شیب های تند و صخره های تشکیل شده در ماسه های سیمانی اغلب یا یک خطر زمین شناسی یا یک چالش مهندسی هستند؛ اگرچه در انتهای سخت تر شیب های ماسه سیمانی (یعنی ماسه سنگ)، رفتار مواد توسط اصول مکانیک سنگ بیان می شود، در انتهای ضعیف تر آن ها ، رفتار ماسه های سیمانی به طور کامل شبیه خاک یا سنگ نیست . در این موارد اغلب مشخص نیست که می توان به عنصر چسبندگی مواد اعتماد کرد یا خیر. مطالعات نشان داده است که در طبیعت خاک هایی وجود دارد که درصدی از ماده سیمانی را در خود دارند که مقدار آن ناچیز است. تأثیر سیمانی شدن خاک را می توان از آزمایش های مختلف بر روی خاک های با درصد سیمان کم به بهترین نحو مشاهده و درک کرد ؛ زیرا چنین خاک هایی ممکن است دارای جنبه هایی از رفتار خاک های سیمانی و غیرسیمانی باشند ؛ با وجود مطالعات بسیاری که روی خاک های ماسه ای همراه با افزودنی انجام شده است، بیشتر این مطالعات در جهت تثبیت خاک و پیدا کردن یک درصد بهینه برای ماده افزودنی هستند؛ درحالی که خاک های ضعیف سیمانی بسته به نوع و میزان ماده سیمانی در آنها، دارای مقاومت قابل توجهی هستند که در بسیاری از موارد ممکن است نیاز پروژه را برآورده کنند ؛ در این پژوهش خاک ماسه ای در حالت ضعیف سیمانی شده مورد بررسی قرار گرفت؛ همچنین از درصد رطوبت بهینه و تراکم استاندارد استفاده نشد تا خاک در حالت طبیعی در نظر گرفته شود. برای خاک مورد آزمایش از ماسه سیلیسی فیروزکوه (ماسه 161) و برای سیمانی کردن خاک از آهک شکفته ساختمانی که مشخصات شیمیایی آن در متن آمده است، با درصدهای ،0 ،1 3 و 5 استفاده شد، همچنین از 5 و 10 درصد رس کائولینیت که از شهر لالجین همدان تهیه شده است نیز در نمونه ها استفاده شد. از آزمایش سه محوری برای بررسی مقاومت و رفتار تنش - کرنش خاک و از آزمایش صفحه فشار برای بررسی مکش موجود در خاک استفاده شد. برای بررسی بهتر روند نتایج آزمایش سه محوری، آزمایش با نرخ کرنش /1 0 میلی متر بر دقیقه انجام شد. نتایج نشان د اد که با افزودن آهک به خاک، حتی به میزان 1 درصد، پیوندهای سیمانی بین دانه های خاک برقرار می شود و باعث افزایش مقاومت در خاک می شود. شکست خاک پایه زیر دستگاه سه محوری به صورت بشکه ای است اما با افزودن آهک به عنوان ماده سیمانی به خاک، شکنندگی افزایش پیدا کرد ه و شکست نمونه از حالت بشکه ای به حالت شکست ۴۵ درجه می رسد. پیوندهایی که به وسیله آهک در خاک بوجود آمده است در تنش انحرافی زیر 150 کیلوپاسکال و کرنش محوری زیر %2 شکسته می شوند و در ادامه مقاومت به وسیله دانه های ماسه تحمل می شود ؛ نکته حائز اهمیت در این مور د این است که با افزایش تنش همه جانبه سختی خاک کم می شود و از آنجایی که سختی با نشست خاک رابطه عکس دارد، در تنش های همه جانبه بالاتر احتمال نشست خاک افزایش پیدا می کند. لازم به ذکر است که اعوجاج در نمونه ها در تنش های همه جانبه 50 و 100 کیلوپاسکال قابل مشاهده است و در تنش همه جانبه کم، نظیر 25 کیلوپاسکال قابل مشاهده نیست. در واقع پیوندهای تشکیل شده در تنش های همه جانبه کم قادر به مقاومت هستند. با بررسی نمودار SWCC که از آزمایش صفحه فشار بدست می آید مشخص شد که خاک پایه بدون حضور آهک مکش ناچیزی دارد اما زمانی که آهک به عنوان ماده سیمانی به خاک اضافه می شود، باعث ایجاد پیوند بین دانه های خاک می شود و همین موضوع اجازه خروج آب از خاک را نمی دهد و در خاک ایجاد مکش می کند که این مکش در حدود 100 کیلوپاسکال است .