Impact of Fiber Reinforcement on Deformation Characteristics of Cemented Sand-Gravel Mixtures

تاثير الياف بر ويژگي‌هاي تغيير شكل خاك‌هاي مخلوط شن و ماسه‌اي سيمانته

در مقاله حاضر، به اثرات اضافه كردن فيبرهاي پلي‌پروپيلن بر رفتار تغييرشكل‌پذيري مخلوط شن و ماسه سيمانته توجه شده است. خاك ماسه‌اي پايه، ماسه بابلسر از سواحل شمالي درياي خزر تهيه شده است. شن دانه‌ها از رودخانه كرج در دو درصد 30 و 50 انتخاب و به ماسه پايه اضافه شده است. همه نمونه‌ها با اضافه كردن 3 درصد سيمان پرتلند در تراكم نسبي 70 درصد تهيه شده‌اند. فيبرهاي پلي‌پروپيلن به‌طول 12 ميلي‌متر و قطر 23 ميكرومتر (نسبت طول به قطر 500) در درصدهاي صفر، 5/0 و 0/1 درصد وزني براي تسليح به خاك اضافه شده‌اند. آزمايش‌هاي سه‌محوري بر نمونه‌هاي اشباع و در شرايط تحكيم يافته زهكشي شده و تحكيم يافته زهكشي نشده در تنش‌هاي دورگير 100، 200 و 300 كيلوپاسكال انجام شدند. ويژگي‌هاي تغييرشكل و سختي خاك مسلح به‌همراه منحني‌هاي تنش محوري اضافي-كرنش محوري، كرنش حجمي-كرنش محوري و فشار حفره‌اي اضافي-كرنش محوري ارزيابي شده‌اند. بر اساس نتايج، مقاومت اوج و پسماند خاك با ازدياد درصد فيبر افزايش مي‌يابند. در شرايط زهكشي شده، ازدياد درصد فيبر موجب افزايش كرنش حجمي فشاري اوليه و اتساع نهايي خاك مي‌شود. به‌علاوه در حالت زهكشي نشده، افزايش درصد فيبر در خاك، فشار منفذي اضافي اوليه و مكش منفي نهايي خاك را افزايش مي‌دهد. در نهايت مشخص شد ازدياد درصد فيبر، سختي مماسي اوليه خاك مسلح را كاهش مي‌دهد.

This paper describes triaxial compression tests conducted to determine the effect of fiber inclusion on stiffness and deformation characteristics of sand-gravel mixtures. The soil was a mixture of Babolsar sand from the shores of the Caspian Sea and Karaj River gravel in two different contents of 30% and 50%. The relative density of samples was 70% and 3% Portland cement was used as the cementing agent. Fibers of 12mm in length and 0.023mm in diameter added at 0%, 0.5% and 1.0% (wt. of dry soil) to the sand-gravel mixtures. The axial stress versus axial strain and volumetric strain or pore pressure changes have been assessed with the changes in stiffness during loading. Based on the obtained results, fiber addition caused to increase soil shear strength. Under drained conditions, fiber addition leads to increase initial compressive strains and ultimate dilation. It also increases initial positive pore water pressure and final suction in undrained condition. It has also been observed that fibers decrease initial tangent stiffness of the cemented sand-gravel mixture.