مطالعه آزمايشگاهي پارامترهاي مقاومت برشي خاك ماسه‌اي مخلوط با خرده لاستيك تحت اثر اعمال مسير تنش‌هاي متفاوت

Experimental Evaluation of Mobilized Friction Angle of Sandy Soil-Rubber Mixtures for Different Loading Stress Paths

مخلوط‌ هاي خرده لاستيك و خاك‌ دانه‌اي از جمله مصالح جديد و داراي ويژگي‌هاي متفاوت نسبت به مصالح اوليه تشكيل­ دهنده مي‌باشند كه با توجه به روند افزايش لاستيك‌‌هاي فرسوده، استفاده از آن‌ها مرسوم شده است. اين نوع مصالح، با تراكم‌پذيري كنترل شده و وزن نسبي سبك، مي‌توانند در صنعت مهندسي عمران، عمليات راه ­سازي و سازه‌هاي ژئوتكنيك به ­كار روند. تاكنون مطالعات آزمايشگاهي محدودي براي ارائه نسبت اختلاط بهينه خرده لاستيك و ماسه به منظور دستيابي به اهداف مورد نظر مهندسي، از جمله بيشترين ظرفيت باربري و مناسب‌ترين تراكم‌پذيري، انجام شده است. با اين حال، تعيين يك نسبت اختلاط مشخص و شناخت پارامترهاي مقاومت برشي خاك‌هاي مخلوط با خرده لاستيك تحت اثر مسيرهاي تنش مختلف، نياز به مطالعه بيشتري دارد. در اين پژوهش، نتايج آزمايش‌هاي سه‌محوري با در نظر گرفتن شرايط مسيرهاي تنش‌ فشار مؤثر همه ­جانبه ثابت (CRS) و فشار محوري ثابت (CAS)، روي خاك ماسه‌اي و همچنين مخلوط‌ هاي چيپس‌هاي لاستيكي و دانه‌هاي لاستيكي ارائه شده است. نسبت اختلاط در نظر گرفته شده براي نمونه‌هاي مخلوط 30% وزني خرده لاستيك بوده كه به عنوان نسبت اختلاط بهينه از طريق آزمون‌هاي تراكم تعيين شده است. نتايج آزمايش روي ماسه تنها نشان­ دهنده پوش گسيختگي خطي داراي شيب معادل با 36/8 درجه در هر دو مسير تنش مي‌باشد. در حالي كه پوش گسيختگي به دست آمده از اعمال مسير تنش‌هاي مخلف روي نمونه‌هاي مخلوط به صورت دو خطي مي‌باشد. زاويه اصطكاك داخلي مخلوط چيپس‌هاي لاستيكي از ماسه تنها به ترتيب حدود 8/5 و 4 درجه در شرايط CAS و CRS بيشتر مي ­باشد. اين پارامتر براي مخلوط خرده لاستيك‌هاي دانه‌اي در شرايط CAS و CRS به ترتيب حدود 1/5 و 5 درجه از ماسه تنها كمتر بوده است.

Tire-derived aggregates mixed with granular soils are amongst the new materials with different characteristics, as compared to the base materials, which are being used more commonly with the increase of waste rubbers and tires. These lightweight materials, having controlled compressibility, could be used in civil engineering infrastructures, road construction, and geotechnical structures. Up to now, limited experimental studies have been performed to present optimum mixing ratio of waste rubber and sand to attain the engineering purposes including the maximum bearing capacity and the most proper compressibility. Nevertheless, determination of a specific mixing ratio and identification of shear strength parameters of sand-rubber mixtures under different stress paths needs further study. In this research, results of triaxial tests, considering constant radial stress (CRS) and constant axial stress (CAS) paths on the sand alone and also mixed with rubber chips and granulated rubber are presented. Results of relative density tests demonstrated that the optimum rubber mixing ratio of 30% in weight acquires the least void ratio when sand is mixed with rubber chips. The sand alone tests resulted in an effective strength envelope which is approximately linear with a friction angle of approximately 36.8° in both stress paths. While, the outcome of the two different loading methods on the sand-rubber mixtures is an approximately bilinear stress envelope. The internal friction angle of sand mixed with rubber chips is greater than that of sand alone by 8.5 and 4 degrees under the CAS and CRS conditions, respectively. This parameter is about 1.5 and 5 degrees less than sand alone for granulated rubber mixed with sand, under the CAS and CRS conditions, respectively.