مطالعه آزمايشگاهي رفتار سيكلي ماسه سيمانته زئوليتي

Experimental investigation of cyclic behavior of zeolite cemented sand

مدول برشي يكي از مهم‌ترين خصوصيات ديناميكي خاك در مهندسي ژئوتكينيك لرزه‌اي است. جايگزيني بخشي از سيمان كه توليد آن يكي از مهم‌ترين منابع انتشار گاز دي‌­اكسيدكربن در جهان است با مصالح طبيعي همچون زئوليت از اهميت ويژه­اي برخوردار است. در پژوهش حاضر، رفتار سيكلي ماسه تميز با رفتار سيكلي ماسه سيمانته با سيمان و زئوليت مقايسه مي‌­شود. ماسه به كار برده شده در اين تحقيق، ماسه بابلسر بوده كه بر اساس سيستم طبقه‌بندي يونيفايد از نوع ماسه بد دانه‌­بندي شده مي­باشد. اثرات فشار همه ­جانبه، كرنش برشي و جايگزيني زئوليت به جاي سيمان بر مدول برشي ماسه بابلسر تثبيت شده با سيمان و زئوليت مطالعه مي­‌شود. تمامي نمونه­‌ها به روش تراكم مرطوب ساخته شده و آزمايش­‌هاي سه محوري سيكلي با سه فشار همه جانبه متفاوت 100، 200 و 300 كيلوپاسكال در محدوده كرنش برشي متوسط انجام شده است. نتايج نشان مي­‌دهد كه مقادير مدول برشي نمونه­‌هاي ماسه سيمانته با نسبت آب به سيمان 1، در تمامي محدوده كرنش‌­هاي برشي، بزرگ‌تر از مقادير مدول برشي نمونه ماسه تميز است. مقادير مدول برشي با جايگزيني زئوليت به جاي سيمان در نمونه­‌هاي سيمانته، افزايش يافت. بنابراين جايگزيني زئوليت به جاي سيمان از لحاظ زيست محيطي مي­‌تواند مورد توجه باشد. از طرفي با افزايش فشار همه ­جانبه، مقادير مدول برشي نمونه­‌هاي ماسه تميز، ماسه سيمانته و ماسه سيمانته زئوليتي افزايش يافت. اين افزايش براي نمونه‌­هاي سيمانته و سيمانته زئوليتي در محدوده فشار همه جانبه بزرگ‌تر قابل ملاحظه است.

The shear module is of the most crucial soil dynamic properties in seismic geotechnical engineering. The replacement of a part of cement, the production of which is one of the most important sources of CO2 emission in the world, with natural materials such as zeolite is of great importance. In the present study, the cyclic behaviour of pure sand is compared with the cyclic behaviour of sand grouted with cement and zeolite. The sand used in this research was taken from Babolsar, which is classified as a poorly graded sand based on the Unified soil classification system. The effects of the confining pressure, the shear strain and the replacement of cement by zeolite on the shear modulus are studied. All the specimens were prepared by the wet tamping method and cyclic triaxial tests were performed with three different confining pressures of 100, 200, and 300 kPa in the moderate shear strain range. The results show that Shear modulus values of the cemented sand specimens with a water-to-cement ratio of 1 are greater than that of the pure sand specimens in all ranges of shear strains. The shear modulus values increased with the replacement of cement by zeolite of cemented samples. Therefore, the replacement of cement with zeolite can be considered from an environmental point of view. By increasing the confining pressure, the shear modulus values of the pure sand, cemented sand, zeolite cemented sand specimens increased. This increase is significant for cemented and cemented zeolite specimens at a larger confining pressure range.