بررسی عملکرد الیاف بازیافتی پلی پروپیلن گونی بر پارامترهای مقاومتی خاک ماسه ای بابلسر با درصدهای مختلف سیمان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه عمران، ،دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اراک ، اراک، ایران

2 دانشیار، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

3 استادیار، گروه عمران، ،دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اراک، اراک، ایران

چکیده

برای اجرای راه‌های آسفالتی در یک منطقه در بسیاری مواقع، خصوصا در زمین‌های سست و باتلاقی نیاز به بهسازی‌ است. در سال-های اخیر استفاده از خاک مسلح در طراحی راه‌ها، شالوده‌ها و دیوارهای حایل متداول شده است. از طرفی مدیریت پسماندهای جامد با توجه به حجم زیاد و نیاز به زمان طولانی برای تجزیه ضایعاتی نظیر الیاف پلی‌پروپیلن گونی، علاوه بر نقش موثر آن در چرخه اقتصادی، به عنوان یکی از شاخص‌های مهم توسعه در سطح کلان در کشورهای در حال توسعه مطرح است. بنابراین مسلح کردن خاک با استفاده از مواد ضایعاتی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این پژوهش، با انجام یک کار آزمایشگاهی، تاثیر افزودن درصدهای مختلفی از الیاف پلی‌پروپیلن گونی‌ بر رفتار و مقادیر پارامترهای مقاومتی ماسه‌ غیرسیمانی و سیمانی (با سه نسبت وزنی 3، 5 و 7 درصد و زمان عمل آوری 7 روز) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که وجود این الیاف تأثیر چشمگیری بر رفتار ماسه‌ غیرسیمانی و سیمانی‌ دارد. افزودن آن‌ها باعث بهبود پارامترهای مقاومتی (φ و C)، افزایش مقاومت بیشینه، کرنش گسیختگی و مقاومت پسماند خاک می‌شود. تاثیر این الیاف بر تمامی پارامترهای مورد بررسی در خاک غیرسیمانی بیش‌تر از خاک سیمانی است. همچنین در خاک سیمانی با افزایش درصد سیمان، تاثیر آن‌ها کم‌تر می‌شود. با توجه به پژوهش انجام شده، از این مصالح می‌توان در بستر راه استفاده نمود، که علاوه بر فوائد اقتصادی، فوائد زیست‌محیطی را نیز به همراه دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Performance of Sack Polypropylene Recycled Fibers on the Strength Parameters of Babolsar Sand with Different Percentages of Cement

نویسندگان [English]

  • Nima Ranjbar Malidarreh 1
  • Issa Shooshpasha 2
  • S.M. Mirhosseini 3
  • Mehdi Dehestani 2
1 Department of Civil Engineering, , Islamic Azad University, Arak Branch, Arak, Iran
2 Associate Professor, Faculty of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
3 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Arak Branch, Islamic Azad University, Arak, Iran
چکیده [English]

To implement asphalt roads in an area, in many cases, especially in poor and swampy areas, there is a need for improvement. In recent years, the use of reinforced soil is common for the design of roads, foundations and retaining walls. On the other hand, the solid waste management, in terms of large volume and longtime decomposition of wastes such as sack polypropylene fibers, in addition to its effective role in the economic cycle is as one of the important indicators of development at the macro level in developing countries. Therefore, reinforcing of soil with the use of waste materials has a particular importance. In this research, by performing a laboratory experiment, the effect of adding various percentages of sack polypropylene fibers on the behavior and values of strength parameters of non-cemented and cemented sand (with three weight ratios of 3, 5 and 7% and 7-day treatment time) were investigated. The results show that the presence of these fibers has a significant effect on the behavior of non-cemented and cemented sand. Adding these fibers improves the strength parameters (φ and C), increase the maximum strength, failure strain and residual strength of soil. The effect of these fibers on the all studied parameters in non-cemented soil is higher than that of cemented soil. Also, their effect becomes less by increasing the percentage of cement in cemented soil. According to the research, these materials can be used in the road beds, which has environmental benefits, in addition to economic benefits.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sack polypropylene fibers
  • cemented sand
  • residual strength
  • failure strain
  • maximum strength
-اژدرپور، مهیار، نیکودل، محمدرضا و محمدی، سید داود (1394) " ارزیابی نقش خرده­های بطری بازیافتی و فیبرلاستیک فرسوده بر رفتار مهندسی خاک ماسه­ای"  فصلنامه علمی-پژوهشی علوم زمین، شاخه مهندسی محیط زیست، دوره 95-24، ص 135-140.
-بهاری، مرضیه، شاه نظری، علی (1394)  "بررسی آزمایشگاهی تثبیت بستر خاکی ریزدانه با استفاده از نانورس" فصلنامه علمی پژوهشی علوم آب و خاک، دوره 19، شماره 72، ص 107-113.
-حسنی، ابوالفضل، یثربی، سیدشهاب الدین و صالحی، محسن (1389) "ساخت راه در بستر ماسه‌ ای روان با استفاده از پوزولان و آهک" پژوهشنامه حمل و نقل، دوره1، شماره1، ص 57-64.
- شاکری، پردیس (1393) "بررسی رفتار مکانیکی ماسه بابلسر مخلوط با ضایعات پلاستیکی" ،پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی ژئوتکنیک، استاد راهنما: رضا نورزاد، مازندران: دانشکده فنی-مهندسی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل.
- طاهرخانی، حسن، هاشمی، علی و شریفی، وحید (1391) "بررسیاستفادهازموادتثبیتکنندهنانوپلیمر CBR PLUS  برایساختلایههایروسازیراه" ،فصلنامه مهندسی حمل و نقل، دوره 3، شماره 4، تابستان 1391، ص. 339-347.
-عابدی کوپایی، جهانگیر، سلطانیان، سمانه و قیصری، مهدی (1394) "تاثیر الیاف پلی پروپیلن بر ویژگی­های مکانیکی ماسه بادی" ،نشریه آبیاری و زهکشی ایران، شماره 1، جلد 9، ص 31-22.
-کاووسی، امیر و صائبی، جواد (1395) "تثبیت خاک نامرغوب ساحلی با استفاده از سیمان و الیاف نخل خرما برای بستر روسازی ها" ، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل، دوره 2، شماره 4، ص 61-72 .
-نجف زاده شوکی، ام لیلا مقدس (1392) "بررسی رفتار آزمایشگاهی مخلوط خاک و خرده پلاستیک ضایعاتی" پایان نامه کارشناسی ارشد خاک و پی، استاد راهنما: سید ناصر تفرشی، تهران: دانشکده فنی-مهندسی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی.
-یوسفی کبریا، داریوش، سیدعلیپور، سیده فاطمه و دهستانی، مهدی (1394) "تعیین درصد بهینه اختلاط پسماند مقواسازی در تهیه بتن سبک غیرباربر" ، فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط­زیست، دوره 17، شماره 3، ص 188-171.
-Anagnostopoulos, C. A., Tzetzis, D., & Berketis, K. (2014) "Shear strength behaviour of polypropylene fibre reinforced cohesive soils", Geomechanics and Geoengineering, Vol.9, No.3, pp.241-251.
-Anggraini, V., Asadi, A., Huat, B. B., & Nahazanan, H. (2015) "Effects of coir fibers on tensile and compressive strength of lime treated soft soil", Measurement, Vol.59, pp. 372-381.
-Botero, E., Ossa, A., Sherwell, G., & Ovando-Shelley, E. (2015) "Stress–strain behavior of a silty soil reinforced with polyethylene terephthalate (PET)", Geotextiles and Geomembranes, Vol.43, No.4, pp.363-369.
-Changizi, F., & Haddad, A. (2015) "Strength properties of soft clay treated with mixture of nano-SiO 2 and recycled polyester fiber", Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, Vol.7, No.4, pp. 367-378.
-Chen, M., Shen, S. L., Arulrajah, A., Wu, H. N., Hou, D. W. and  Xu, Y. S. (2015) "Laboratory evaluation on the effectiveness of polypropylene fibers on the strength of fiber-reinforced and cement-stabilized Shanghai soft clay", Geotextiles and Geomembranes, Vol.43, No.6, pp. 515-523.
-Consoli, N. C., Bassani, M. A. A. and Festugato, L. (2010) "Effect of fiber-reinforcement on the strength of cemented soils", Geotextiles and Geomembranes, Vol.28, No.4, pp. 344-351.
-Consoli, N. C., Heineck, K. S., Casagrande, M. D. T., & Coop, M. R. (2007) "Shear strength behavior of fiber-reinforced sand considering triaxial tests under distinct stress paths", Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, Vol.133, No.11, pp. 1466-1469.
-Consoli, N. C., Vendruscolo, M. A., & Prietto, P. D. M. (2003) "Behavior of plate load tests on soil layers improved with cement and fiber", Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, Vol.129, No.1, pp. 96-101.
-Diambra, A., Ibraim, E., Wood, D. M., & Russell, A. R. (2010) "Fibre reinforced sands: Experiments and modelling", Geotextiles and geomembranes, Vol.28, No.3, pp. 238-250.
-Hamidi, A., & Hooresfand, M. (2013). "Effect of fiber reinforcement on triaxial shear behavior of cement treated sand", Geotextiles and Geomembranes, Vol.36, pp.1-9.
-Hannawi, K., Prince, W., & Bernard, S. K. (2012) "Strain capacity and cracking resistance improvement in mortars by adding plastic particles", Journal of Materials in Civil Engineering, Vol.25, No.11, pp. 1602-1610.
-Jiang, H., Cai, Y., & Liu, J. (2010) "Engineering properties of soils reinforced by short discrete polypropylene fiber", Journal of Materials in civil Engineering, Vol.22, No.12, pp. 1315-1322.
-Malidarreh, N. R., Shooshpasha, I., Mirhosseini, S. M., & Dehestani, M. (2017) "Effects of reinforcement on mechanical behaviour of cement treated sand using direct shear and triaxial tests", International Journal of Geotechnical Engineering, pp. 1-9.
-Park, S. S. (2011) "Unconfined compressive strength and ductility of fiber-reinforced cemented sand", Construction and Building Materials, Vol.25, No.2, pp. 1134-1138.
-Sadek, S., Najjar, S. S., & Freiha, F. (2010) "Shear strength of fiber-reinforced sands", Journal of Geotechnical And Geoenvironmental Engineering, Vol.136, No.3, pp. 490-499.
-Tang, C. S., Shi, B., & Zhao, L. Z. (2010) "Interfacial shear strength of fiber reinforced soil", Geotextiles and Geomembranes, Vol. 28, No.1, pp. 54-62.