سیمان برای اصلاح خاکهای با مقاومت کم و تراکم‌پذیری بالا کاربرد دارد. افزودن سیمان باعث ایجاد نوعی ساختار شکننده در خاک میگردد. رفتار تنش- تغییر شکل و به تبع آن گسیختگی حجمی خاکهای سیمانی شده با خاک معمولی متفاوت میباشد. در این پژوهش رفتار تنش- تخلخل خاکهای سیمانه شده مصنوعی توسط سیمان مورد بررسی قرار گرفته است. تمرکز این تحقیق بیشتر بر روی تأثیر سیمان بر کیفیت رفتار تنش- تخلخل خاک بوده است. جهت ایجاد خاک سست سیمانه شده، خاک مورد مطالعه از ترکیب ماسه، سیلت و رس با ذرات پلی استایرن و درصدهای مختلف سیمان در رطوبتهایی بیشتر از حد روانی تا حدود دو برابر آن با درصدهای مشخصی تهیه شده است. با استفاده از دستگاه ادئومتر، نمودار تنش- تخلخل استخراج و با مقایسه آنها با نتایج به دست آمده روی نمونههای خرد شده، تأثیر اثر سیمانه شدن تعیین گشته است. بر اساس نتایج آزمایش، مدلی برای تقریبسازی رفتار خاکهای سست سیمانه شده ارائه شده است. این مدل بر اساس روابط لگاریتمی موجود و با توجه به تئوری مفهوم حالات به هم خوردگی پیشنهاد شده که تأثیر ساختار خاک با استفاده از 4 پارامتر جدید در آن معرفی شده است. نتایج مدل ارائه شده با نتایج آزمایشگاهی انجام شده در این تحقیق و همچنین با نتایج منتشر شده در منابع مختلف مقایسه شده است. مقایسه نتایج مدل ارائه شده با نتایج آزمایشگاهی نشان میدهد که این مدل میتواند رفتار خاکهای سیمانه مصنوعی و طبیعی را به خوبی بیان کند.
1Faculty of Civil Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil
2Faculty of Civil Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil
چکیده [English]
Cement treatment produces bonding strength between soils particles that makes their behavior different from the behavior of reconstructed soils without structure. Soft cemented soils show a great change in their void ratio after virgin yielding as the result of destruction of their cemented structure. In this paper the compressibility of soft cemented soils was investigated in the laboratory. In order to obtain highly compressible cemented soil specimens, an artificially soil was produced mixing clay, silt and sand with cement and polystyrene granules with water content more than liquid limit. All the tests carried out on oven dried specimens at similar conditions such as temperature, stress level and loading rate in oedometer apparatus. Based on the experimental results a pressure-void ratio relationship was proposed for cement treated soft soils. The proposed model employs a variable slope for compression curve in ln(e)-ln(p’) space. The performance of the proposed model was also verified for compression of naturally cemented soils using the data available in the literature.
کلیدواژه‌ها [English]
Compressibility, Cemented Soil, structured soil, Void ratio
مراجع
بهبودی مصمم س ت، "بررسی رفتار تنش-کرنش خاکهای اصلاح شده با سیمان"، پایاننامه کارشناسیارشد، رشته مهندسی عمران، دانشگاه محقق اردبیلی، 1393، 77-78.
Balmer G, “Shear strength and elastic properties of soil-cement mixture under triaxial loading”, Portland Cement Association Research and Development Laboratories, US, 1958.
Butterfield R, “A natural compression law for soils (an advance on e-log p’)”, Geotechnique, 1980, 29 (4), 469-480.
Chong S, Santamarina J, “Soil compressibility models for a wide stress range”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2016, 142 (6).
Chowdhury B, Haque A, Muhunthan B, “New Pressure–Void Ratio Relationship for Structured Soils in the Virgin Compression Range”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2014, 140 (8).
Coop MR, Atkinson JH, “The mechanics of cemented carbonate sands”, Geotechnique, 1993, 43 (1), 53-67.
Collins IF, Kelly PA, “A thermomechanical analysis of a family of soil models”, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 2002, 52 (7), 507-518.
Consoli NC, Rotta GV, Prietto PDM, “Yielding- compressibility- strength relationship for an artificially cemented soil cured under stress”, Geotechnique, 2006, 56 (1), 69-72.
Desai CS, “Disturbed state concept as unified constitutive modeling approach”, Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2016, 8, 277-293.
Desai CS, “Mechanics of materials and interfaces: The disturbed state concept”, CRC Press, 2001.
Haeri SM, Hamidi A, Tabatabaee N, “The effect of gypsum cementation on the mechanical behaviour of gravely sand”, Geotechnical Testing Journal, 2005, 28 (4), 1-11.
Hong ZS, Zeng LL, Cui YJ, Cai YQ, Lin C, “Compression behaviour of natural and reconstituted clays”, Geotechnique, 2012, 62 (4), 291-301.
Horpibulsuk S, Rachan R, Suddeepong A, Liu MD, Du YJ, “Compressibility of lightweight cemented clays”, Engineering Geology, 2013, 159, 59-66.
Houlsby GT, “A study of plasticity theories and their applicability to soils”, PhD Thesis, University of Cambridge, 1981.
Houlsby GT, Puzri AM, “Principles of hyperplasticity: an approach to plasticity theory based on thermodynamic principles”, Springer Verlag, London, UK, 2006.
Lagioia R, Nova R, “An experimental and theoretical study of the behaviour of a calcarenite in triaxial compression”, Géotechnique, 1995, 45 (4), 633-648.
Liu MD, Carter JP, “On the volumetric deformation of reconstituted soils”, Research Report No. R765, Sydney University, 1998.
Liu MD, Carter JP, “Virgin compression of structured soils”, Géotechnique, 1999, 49 (1), 43-57.
Liu MD, Carter JP, Desai CS, Xu KJ, “Analysis of the compression of structured soils using the disturbed state concept”, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 2000, 24, 723-735.
Medero GM, Schnaid F, “Oedometer behavior of an artificial cemented highly collapsible soil", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2009, 135, 840-843.
Mitchell JK, “The properties of cement-stabilized soils”, Proceeding of Residential Workshop on Materials and Methods for Low Cost Road, Rail, and Reclamation Works, Leura, Australia, 1976.
Mitchell JK, Soga K, “Fundamentals of soil behavior”, John Wiley & Sons, US, 2005, pp 325-350.
Ouria A, Desai CS, Toufigh V, “Disturbed state concept based solution for consolidation of plastic clays”, ASCE Intenational Journal of Geomechanics, 2015, 15 (1).
Rotta GV, Consoli NC, Prietto PDM, Coop MR, Graham J, “Isotropic yielding in an artificially cemented soil cured under stress”, Geotechnique, 2003, 53 (5), 493-501.
Sariosseiri F, Muhunthan B, “Effect of cement treatment on geotechnical properties of some Washington State soils”, Engineering Geology, 2009, 104, 119-125.
Yang C, Carter JP, Sheng D, “Description of compression behaviour of structured soils and its application”, Canadian Geotechnical Journal, 2014, 51 (8), 921-933
ابتدای صفحه