مطالعه آزمایشگاهی تاثیر افزودنی ها بر ارتقاء عملکرد خاک های متورم شونده و ارائه طرح بهینه پیشنهاد
چکیده:
ضرورت انجام تحقیق: کار تحقیقی صورت گرفته پیرامون بررسی رفتار خاک های رسی تورمی وچگونگی تثبیت این گونه از خاک ها به وسیله ی افزودنی میباشد. با توجه به هزینه های بالای خسارات ناشی از عمل کرد خاک های رسی متورم شونده که به ساختمان ها وجاده ها وارد میشود مطالعه رفتار این نوع از خاک ها از اهمیت به سزایی برخوردار است.
روش انجام تحقیق: بیشتر تحقیقاتی که تاکنون در رابطه با مقایسه اثر انواع افزودنی ها بر چگونگی ارتقا عمل کرد خاک های رسی تورمی صورت گرفته بر مبنای استفاده از آنها ومقایسه اثر هریک بر کاهش میزان تغیر حجم خاک تورمی میباشد. یعنی آن افزودنی که بشترین اثر را در میزان کاهش تغیرحجم خاک داشته باشد به عنوان بهینه ترین افزودنی شناخته میشود. اما دراین تحقیق سعی شده تا معیار قضاوت درباره ی انکه کدام افزودنی بهترین کنترل کننده ی رفتار تورمی خاک میباشد به جای آنکه اثر مستقیم افزودنی ها در کاهش میزان تغیر حجم خاک مبنای بررسی قرار گیرد بلکه با استفاده از در صد های وزنی مختلف از هریک از افزودنی ها وبا تعریف سه آزمایش حدود اتربرگ ، برش مستقیم وتحکیم (البته منظور از آزمایش تحکیم تنها بخشی تورمی آن است یعنی درانجام آزمایش تحکیم از قسمت بارگذاری آن صرف نظر شده) یک بعدی میزان همبستگی بین استفاده ی از آنها و تاثیر بر بهبود پارامتر های مکانیکی خاک مورد بررسی قرار میگیرد.به طوری که آن افزودنی که دارای بالاترین ضریب همبستگی در مقایسه باسایر افزودنی ها باشد به عنوان افزودنی بهینه معرفی میگردد.
هدف: در این تحقیق سیمان، آهک ومیکروسیلیس به عنوان سه افزودنی مورد آزمایش استفاده شده وپنج پارامتر تغیر حجم ،چسبندگی،زاویه ی اصتحکاک داخلی ،مقامت برشی وشاخص اتربرگ بررسی میشود وبا مقایسه جمع ضرایب همبستگی برای هریک وبدست آوردن یک معدل برای هر کدام ،آن افزودنی که دارای بالاترین معدل باشد به عنوان افزودنی بهینه معرفی میگردد.
کلمات کلیدی: رس تورمی، ضریب همبستگی، زاویه اصتکاک داخلی، چسبندگی خاک
مطالعه آزمایشگاهی تاثیر افزودنی ها بر ارتقاء عملکرد خاک های متورم شونده و ارائه طرح بهینه پیشنهاد
فهرست مطالب
فصل اول: ضرورت و هدف انجام تحقیق.. 1
1-3 معرفی فصل های پایان نامه: 3
فصل دوم: پیشینه علمی و ادبیات فنی.. 4
2-1 ادبیات و تاریخچهی فنی.. 5
2-3 شناسایی خاکهای متورم شونده. 8
2-4 بهسازی خاکهای متورم شونده. 11
2-5 روشهای پیشگیری و یا کاهش تورم: 11
2-6 اشکالات و معایب روش پیشغرقاب سازی.. 12
2-8 مطالعات و تحقیقات انجام شده. 19
2-9 عامرال راوی و ال جبرا گوبا7. 23
2-10 معرفی یک شاخص تورمی براساس پتانسیل تورمی خاکها 23
فصل سوم: انجام کار و روش کار. 30
فصل چهارم: تحلیل و پردازش... 36
4-2 مطالعه آزمایشگاهی تاثیر افزدونی ها بر خاک های متورم شونده: 37
4-5 افزودنی های مورد استفاده: 39
4-7 درصد های وزنی مورد استفاده: 39
فصل پنجم: جمع بندی و نتیجه گیری نهایی.. 66
فهرست جداول
جدول(2-1)مقایسه پارامترهای مکانیکی دو نوع خاک در تحقیق انجام شده 20
جدول (2-2)ویژگیهای شاخص خاک مورد مطالعه. 22
جدول (2-3) ترکیب شیمیایی ریزگردهای آذر آواری.. 28
جدول (3-1) درصد وزنی مواد افزودنی.. 32
جدول(4-2) میزان کاهش ∆H با توجه به درصد وزنی افزودنی مورد استفاده ( میکروسیلیس ) 42
جدول(4-3) رابطه بین چسبندگی و افزودنی مورد استفاده ( میکروسیلیس ) 43
جدول(4-4) رابطه بین استفاده از میکروسیلیس و زاویه اصطکاک داخلی.. 45
جدول(4-5) رابطه بین استفاده از میکروسیلیس و حدود اتربرگ.. 46
جدول(4-6) رابطه بین استفاده از سیمان و میزان ∆H.. 48
جدول(4-7) رابطه بین استفاده از سیمان و میزان چسبندگی.. 49
جدول(4-8) رابطه بین استفاده از سیمان و میزان زاویه اصطکاک داخلی.. 51
جدول(4-9) رابطه بین استفاده از سیمان و حدود اتربرگ.. 52
جدول(4-10) رابطه بین استفاده از آهک و میزان ∆H.. 54
جدول(4-11) رابطه بین استفاده از آهک و میزان چسبندگی.. 55
جدول(4-12) رابطه بین استفاده از آهک و حدود اتربرگ.. 56
جدول(4-13) رابطه بین استفاده از آهک و میزان زاویه اصطکاک داخلی.. 58
جدول(4-15) احتمال تاثیر استفاده از افزودنی.. 64
فهرست اشکال
شکل(2-1) نمونه ای از کانی کائولن (از اجزای تشکیل دهنده خاک¬های متورم شونده). 7
شکل(2-2)آنالیز میکروسکوپی کانی کائولن.. 9
شکل(2-3) نمونه خاک رس متورم شونده. 10
شکل (2-4) نمودار تغییر شکل قائم دو نوع خاک مورد بررسی طی سیکل های بارگذاری.. 21
شکل (2-5) رفتار ریزشی نمونه متراکم. 22
شکل (2-6) تغییرات محتوای آب بهینه (OMC) با تغییر دادن درصد ریزگردهای آذر آواری.. 29
شکل (2-7) تغییرات چگالی خشک بیشینه (MMD) با تغییر دادن درصد ریزگردهای آذر آواری.. 29
شکل (3-1) نمونه دستگاه تحکیم مورد استفاده در آزمایش تحکیم یک بعدی.. 33
شکل (3-2) نمونه دستگاه برش مستقیم مورد استفاده در انجام آزمایش برش مستقیم. 34
شکل (3-3) انجام آزمایش حدود اتربرگ.. 35
شکل (4-1) نتایج آزمایش نحکیم ∆H با استفاده از میکروسیلیس R2 = 0.9783. 41
شکل (4-2) نتایج آزمایش برش مستقیم با استفاده از میکروسیلیس R2 = 0.507. 43
شکل (4-3) نتایج آزمایش برش مستقیم (زاویه اصطکاک داخلی) با استفاده از میکروسیلیس R2 = 0.1156. 44
شکل (4-4) نتایج حدود اتربرگ با استفاده از میکروسیلیس R2 = 0.7668. 46
شکل (4-5) نتایج آزمایش تحکیم ∆H با استفاده از سیمان R2 = 0.8476. 47
شکل (4-6) نتایج آزمایش برش مستقیم با استفاده از سیمان R2 = 0.9252. 49
شکل (4-7) نتایج آزمایش برش مستقیم (زاویه اصطکاک داخلی) با استفاده از سیمان R2 = 0.387. 50
شکل (4-8) نتایج حدود اتربرگ با استفاده از سیمان R2 = 0.1579. 52
شکل (4-9) نتایج آزمایش تحکیم ∆H با استفاده از آهک R2 = 0.9445. 53
شکل (4-10) نتایج آزمایش برش مستقیم با استفاده از آهک R2 = 0.925. 54
شکل (4-11) نتایج حدود اتربرگ با استفاده از آهک R2 = 0.143. 56
شکل (4-12) نتایج آزمایش برش مستقیم (زاویه اصطکاک داخلی) با استفاده از آهک R2 = 0.9745. 57
شکل (4-13) نمودار کرنش حجمی با توجه به نوع افزودنی.. 58
شکل (4-14) نمودار کرنش حجمی با توجه به نوع افزودنی.. 59
شکل (4-15) نمودار کرنش حجمی با توجه به نوع افزودنی.. 60
شکل (4-16) نمودار میزان تغییرات مقاومت برشی خاک به ازای σ واحد با استفاده از میکروسیلیس... 61
شکل (4-17) نمودار تغییرات مقاومت برشی خاک به ازای σ واحد با استفاده از سیمان. 61
شکل (4-18) نمودار میزان تغییرات مقاومت برشی خاک به ازای σ واحد با استفاده از آهک... 62
مطالعه آزمایشگاهی تاثیر افزودنی ها بر ارتقاء عملکرد خاک های متورم شونده و ارائه طرح بهینه پیشنهاد