بررسی آماری و آزمایشگاهی بهسازی یک خاک رسی با استفاده از افزودنی شیمیایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران

چکیده

در این تحقیق اثر یک ماده شیمیایی افزودنی با نام تجاری CBRPLUS در بهسازی یک خاک رسی جنگلی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش های آزمایشگاهی شامل حدود آتربرگ، تراکم استاندارد، CBR (نسبت باربری کالیفرنیا)، تورم آزاد و فشار تورمی روی نمونه خاک طبیعی و خاک حاوی درصدهای وزنی مختلف از ماده افزودنی صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که افزودن ماده مذکور بیش از %05/0 به خاک موجب تغییرات قابل ملاحظه ای در خواص فیزیکی و مکانیکی خاک بهسازی شده شامل کاهش حداقل 6% در حد روانی، 9% در اندکس خمیری، 27% در تورم و 45% در فشار تورمی می شود و نیز موجب افزایش حداقل 53% در ظرفیت باربری خاک می گردد، بطوریکه این بهبود خواص تابعی از درصد وزنی ماده CBRPLUS می باشد. علاوه بر آن نتایج آزمایشگاهی مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت و معادلات رگرسیونی چندگانه مناسب جهت مدلسازی و پیش‏ بینی منحنی‏ های CBR، تورم آزاد و فشار تورمی با دقت مناسب و به صورت تابعی از درصد وزنی ماده CBRPLUS، نشانه خمیری و وزن واحد حجم خشک ماکزیمم خاک بهسازی شده ارائه و به تحلیل حساسیت متغیر‏های موثر در مقدار CBR، تورم آزاد نهایی و فشار تورمی پرداخته شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Statistical and experimental assessment of a clayey soil treated by chemical stabilization

نویسندگان [English]

  • Amin Ghassemi
  • Amin Soltani
  • Ali Raeesi
  • Mohammadhosein Omid
چکیده [English]

This paper presents the results of an experimental program developed to investigate the effect of an additive agent branded CBRPLUS on the mechanical behavior of a forest soil with high plasticity. Various experiments consisting of Atterberg limits, standard compaction, California bearing ratio (CBR), swelling potential and swelling pressure were conducted on natural soil and soil stabilized with various percentages of CBRPLUS. The results indicated that the addition of this material (at the rate of 0.05%), significantly changes the physical and mechanical properties of rehabilitated soil, including, reduction of the liquid limit (at least 6%), plasticity index (at least 9%), swelling potential (at least 27%), and swelling pressure (at least 45%), and also increasing the bearing capacity of soil (at least 53%); hence, the improvement of soil properties is a function of mass percentage of CBRPLUS. Furthermore multiple regression models were developed for CBR, swelling potential and swelling pressure as a function of additive agent percentage, plasticity index and maximum dry unit weight with accuracy and a high degree of agreement between experimental and predicted values. In addition a sensitivity analysis was also performed to investigate the effect of various parameters on CBR, swelling potential and swelling pressure values.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil Stabilization
  • Bearing Capacity
  • swelling potential
  • Swelling pressure
  • Regression models

مراجع

Abadjieva, T. (2001). Chemical stabilisation for low cost roads in Botswana. InFirst Africa T2 conference (pp. 409-414).
Abdullah, W. S., Alshibli, K. A., & Al-Zou'bi, M. S. (1999). Influence of pore water chemistry on the swelling behavior of compacted clays. Applied Clay Science, 15(5), 447-462.
Ahmed, A. (2012). Simplified regression model to predict the strength of reinforced sand with waste polystyrene plastic type. Geotechnical and Geological Engineering, 30(4), 963-973.
Al‐Bahar, S. (2005). Moisture effect on selected polymer‐based membranes used for waterproofing building basements. Polymer composites, 26(3), 276-286.
Ali, F. (2012). Stabilization of residual soils using liquid chemical. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 17.
Aydin, K., Gamze, B., & Utkan, M. (2010). In-situ modification of a road material using a special polymer. Scientific Research and Essays, 5(17), 2547-2555.
Con-Aid (Pty) Ltd, (1998). Consumer guidelines for the Con-Aid Super, CBR Plus and CBR classic for the construction of roads, Florida, RSA.
Estabragh, A. R., Beytolahpour, I., & Javadi, A. A. (2010). Effect of resin on the strength of soil-cement mixture. Journal of Materials in Civil Engineering, 23(7), 969-976.
Estabragh, A. R., Naseh, M., Beytolahpour, I., & Javadi, A. A. (2012). Strength of a clay soil and soil–cement mixture with resin. Proceedings of the ICE-Ground Improvement, 166(2), 108-114.
Fairbrother, S. (2011). Estimating forest road aggregate strength by measuring fundamental aggregate properties. 34th Council on Forest Engineering, Quebec, Canada.
Hu, W. J., Shang, Q. S., Liu, S. T., Zhao, Z. Z., Fan, Z. J., Gao, X. C., ... & Ou, Q. C. (2007). The Application Technology of Roadpacker Solidified Limestone Soil. In International Conference on Transportation Engineering 2007 (pp. 692-697). ASCE.
Inyang, H. I., Bae, S., Mbamalu, G., & Park, S. W. (2007). Aqueous polymer effects on volumetric swelling of Na-montmorillonite. Journal of materials in civil engineering, 19(1), 84-90.
Jones, E. E., Ajayi-Majebi, A., Grissom, W. A., Smith, L. S., & Jones, E. E. (1991). Epoxy-resin-based chemical stabilization of a fine, poorly graded soil system. Transportation Research Record, (1295).
Kavak, A., Bilgen, G., & Mutman, U. (2010). In-situ modification of a road material using a special polymer. Scientific Research and Essays, 5(7), 2547-2555.
Khatibi, M., Estabragh, A. R., Soltani, A. & Rafatjoo, H. (2014). Assessment of swelling behavior of randomly reinforced expansive soils using regression analysis. In Proceeding of 8th National conference on Civil Engineering, Babol, Iran. (In Farsi)
Liu, J., Shi, B., Jiang, H., Bae, S., & Huang, H. (2009). Improvement of water-stability of clay aggregates admixed with aqueous polymer soil stabilizers.Catena, 77(3), 175-179.
Moayed, R. Z., & Allahyari, F. (2012).Determination of Required Ion Exchange Solution for Stabilizing Clayey Soils with Various PI. In Proceedings of World Academy of Science, Engineering and Technology (No. 61). World Academy of Science, Engineering and Technology.
Ranjan, G., Vasan, R. M., & Charan, H. D. (1996). “Probabilistic analysis of randomly distributed fiber-reinforced soil”. Journal of Geotechnical Engineering, 122(6), 419-426.
Savage, P. F. (2001). Rural road betterment: consideration when using CBR plus and/or con-aid materials. In First Road Transportation Technology Transfer Conference in Africa. Tanzania (pp. 378-390).
Scholen, D. E. (1995). Stabilizer mechanisms in nonstandard stabilizers. InTransportation research board conference proceedings (No. 6).
Shirsavkar, S. S., & Koranne, S. S. (2010). Innovation in Road Construction Using Natural Polymer. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 15.
Sivakumar Babu, G. L., & Vasudevan, A. K. (2008). “Seepage velocity and piping resistance of coir fiber mixed soils”. Journal of irrigation and drainage engineering, 134(4), 485-492.
Soltani, A., Estabragh, A. R. & Khatibi, M. (2014). Regression-aided analysis of improving piping resistance using randomly distributed fibers. In Proceeding of 8th National conference on Civil Engineering, Babol, Iran. (In Farsi)
White, W. A. (1949). Atterberg plastic limits of clay minerals. Report of investigations no. 144.
 
 
تحقیقات آب و خاک ایران
دوره 47، شماره 1
اردیبهشت 1395
صفحه 119-128

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار