پیش‌بینی رمبندگی و خواص خمیری خاک تثبیت شده به وسیله مادۀ افزودنی پلیمری در ساخت‌وساز

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه آزاد واحد کرمان، کرمان، ایران

3 دانشگاه صنعتی قم

4 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران

5 -استادیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران.

چکیده

خاک‌های رمبنده از جمله خاک‌های مسئله‌دار در طبیعت می‌باشند که تحت تنش یکسان با افزایش درصد رطوبت کاهش حجم بسیاری از خود نشان خواهند داد. این کاهش حجم منجر به از بین رفتن ساختار خاک و درنهایت بروز نشست‌هایی در سازه‌ها می‌گردد و یک عامل منفی در ساخت‌وساز می‌باشد. وجود چنین خاک‌هایی در بسیاری از مناطق جهان از جمله کشور ایران و بخش مرکزی آن که شامل استان کرمان می‌شود، لزوم توجه و بررسی بیشتر رفتار و خصوصیات خاک‌های رمبنده جهت بهبود در ساخت‌وساز را می‌طلبد. در این مقاله اثر بوتادین رابر روی تثبیت این‌گونه خاک‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. خاک‌های ریزدانۀ مورد آزمایش از دو سایت مختلف نمونه‌برداری و با تزریق درصدهای متفاوت بوتادین رابر تثبیت گشته‌اند (تعداد آزمایش‌ها 84 عدد است). ارزیابی خاک‌های تثبیت شده به روش تحکیم مضاعف ASTM D5333 و بررسی خواص اتربرگ روی نمونه‌های دست نخوردۀ خاک انجام گرفته است. نفوذهای بوتادین رابر و همچنین ستون‌های بوتادین رابر تشکیلی منجر به کاهش میزان رمبندگی خاک مورد مطالعه گردیده و همچنین سبب کاهش خاصیت روانی در خاک‌هایی با روانی بالا و بالعکس افزایش روانی، در خاک‌هایی با روانی پایین می‌گردد. نظر به گسترش سیستم‌های هوشمند در پیش‌بینی رفتار خاک‌های‌ رمبندۀ تثبیت شده، مدل پیش‌بینی درجۀ رمبندگی و حدود اتربرگ نمونه‌های تثبیت شده، با بوتادین رابر و به کمک سیستم هوشمند استنتاج فازی ANFIS) ) ساخته شد و دقت آن مورد ارزیابی و بحث قرار گرفت

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Prediction of Collapsibility and Plasticity properties of the Soil Stabilized by Polymer Additive for construction

نویسندگان [English]

  • Soudabeh Jalali 1
  • Mehdi Momeni Roghabadi 2
  • Masoud Amelsakhi 3
  • Seyed Azim Hosseini 4
  • Ramin Khajavi 5
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of civil Engineering, Faculty of Engineering, Kerman Branch, Islamic Azad University, Kerman, Iran
3 Qom University of Technology
4 Department of civil Engineering, Faculty of Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
5 Department of chemical Engineering, Faculty of Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Collapsible soils are a category of natural soils that are associated with problems. In other words, under a uniform tension, their volume will be reduced to a great extent due to increasing humidity. This decreased volume will destroy the soil's structure and will finally lead to a significant settlement. The existence of such soils in many parts of the world including central parts of Iran, e.g. Kerman province, requires conducting studies on the behavior and properties of collapsible soils. In this study, the impact of butadiene rubber on the stabilization of these soils has been investigated. The fine-grained soils in this study have been taken from two different sites and they've been stabilized through injecting different percentages of butadiene rubber (number of experiments=84). The stabilized soils have been evaluated through ASTM D5333 double consolidation. Besides, Atterberg's properties have been studied on non-manipulated soil samples. The penetrations of butadiene rubber as well as formed beams of butadiene rubber results in the reduction of studied soil's collapsibility. Furthermore, it resulted in lowering down fluidity property in soils with a high fluidity rate and vice versa, i.e. will result in increased fluidity in low-fluidity soils. Considering the development of smart systems in the prediction of stabilized collapsible soils' behavior, this study predicts the collapsibility potential and Atterberg's limits of soil samples stabilized using butadiene rubber through ANFIS model. The accuracy of this model has been investigated as well and the results are analyzed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stabilization Of Collapsible Soils
  • Atterberg'
  • s Limits
  • Butadiene Rubber
  • Construction
  • Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS)

مراجع

[1] Jennings, J. E. (1957). The additional settlement of foundations due to a collapse of structure of  sandy subsoils on wetting. In Proc. 4th Int. Conf. on SMFE (Vol. 1, pp. 316-319).‏
[2] Gelsefidi, S., Mirkazemi, S. M., & Hasan, B. M. (2013). Application of nanomaterial to stabilize a weak soil. In Proceedings of 7th international conference on case histories in geotechnical engineering, paper (No. 6.10, pp. 1-8).‏
[3] Ahmed, F. B., Atemimi, Y. K., & Ismail, M. A. M. (2013). Evaluation the effects of styrene butadiene rubber addition as a new soil stabilizer on geotechnical properties. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 18.‏
[4] Baghini, M. S., Ismail, A., Naseralavi, S. S., & Firoozi, A. A. (2016). Performance evaluation of road base stabilized with styrene–butadiene copolymer latex and Portland cement. International Journal of Pavement Research and Technology, 9(4), 321-336.‏
[5] Snodi, L. N., Atemimi, Y., & binti Ahmad, F. (2018). Effect of stabilizers on the shear strength of residual soil. In MATEC Web of Conferences (Vol. 162, p. 01019). EDP Sciences.‏
[6] Zimbardo, M., Ercoli, L., Mistretta, M. C., Scaffaro, R., & Megna, B. (2020). Collapsible intact soil stabilisation using non-aqueous polymeric vehicle. Engineering Geology, 264, 105334.
[7] Agusta, H., Handoyo, G. C., & Sudaryanto, M. T. (2020). Cover Crops and Frond Piles for Improving Soil Water Infiltration in Oil Palm Plantations. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 460, No. 1, p. 012045). IOP Publishing.
[8] Abbeche, K., Bahloul, O., Ayadat, T., & Bahloul, A. (2010). Treatment of collapsible soils by salts using the double consolidation method. In Experimental and Applied Modeling of Unsaturated Soils (pp. 69-78).
[9] Soliman, S., & Hanna, A. (2010). Performance of reinforced collapsible soil. In GeoFlorida 2010: Advances in Analysis, Modeling & Design (pp. 347-356).‏
[10] Fattah, M. Y., Al-Ani, M. M., & Al-Lamy, M. T. A. (2013). Treatment of collapse of gypseous soils by grouting. Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Ground Improvement, 166(1), 32-43.‏
[11] Ajalloeian, R., Matinmanesh, H., Abtahi, S. M., & Rowshanzamir, M. (2013). Effect of polyvinyl acetate grout injection on geotechnical properties of fine sand. Geomechanics and Geoengineering, 8(2), 86-96.‏
[12] Ayeldeen, M., Negm, A., El-Sawwaf, M., & Kitazume, M. (2017). Enhancing mechanical behaviors of collapsible soil using two biopolymers. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 9(2), 329-339.
[13] Momeni, M., Shafiee, A., Heidari, M., Jafari, M. K., & Mahdavifar, M. R. (2012). Evaluation of soil collapse potential in regional scale. Natural hazards, 64(1), 459-479.‏

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 01 اردیبهشت 1400
  • تاریخ بازنگری: 01 بهمن 1400
  • تاریخ پذیرش: 26 بهمن 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار