بررسی مشخصات فوم و تاثیر آن بر مقاومت برشی خاک‌های دانه‌ای و مخلوط (مطالعه موردی مترو تبریز)

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

2 دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

3 دانشگاه تبریز

چکیده

اصلاح خاک‌ها شامل تزریق مواد اصلاح‌گر از ماشین حفار بر جبهه کار و خاک‌های حفاری شده با هدف ایجاد مخلوطی با خواص خمیری و قابلیت تراکم‌پذیری بالا، مقاومت برشی پایین و نفوذپذیری مناسب می‌باشد. خواص خاک‌های اصلاح‌شده که دارای تاثیر قابل‌توجه بر عملکرد ماشین می‌باشد شدیداً به نوع خاک، مقدار و مشخصات مواد اصلاح‌گر بستگی دارد. در تحقیق حاضر مشخصات فنی فوم‌های مختلف مورد استفاده در حفاری مترو تبریز مطالعه و تاثیر پارامترهای مختلف تولید فوم بر مشخصات فنی و همچنین تاثیر کاربرد این فوم‌ها بر مقاومت برشی خاک‌های واقع در مسیر حفاری تونل ارزیابی شده است. بر اساس آزمایشات مشخصه فوم تفاوت عمده این مواد در زمان پایداری آن‌ها بوده و عموما با افزودن پلیمر به محلول فوم‌ساز افزایش قابل‌ملاحظه‌ای در زمان پایداری فوم مشاهده شد. از منظر مقاومت برشی، کاربرد تمامی فوم ها منجر به کاهش تقریبا یکسان در زاویه اصطکاک داخلی شده و میزان این کاهش تابعی از مشخصات خاک مورد حفاری و نسبت تزریق فوم است. بیشترین کاهش در زاویه اصطکاک داخلی مربوط به نسبت تزریق 60 درصد بوده که میزان این کاهش برای نمونه‌های شن و ماسه سیلت‌دار حدود 20% و برای نمونه‌های سیلتی حدود 35% بوده است. البته تزریق فوم از یک نسبت به بالاتر، تاثیر زیادی در کاهش بیشتر مقاومت برشی نداشته و نسبت تزریق 20 الی 40 درصد بعنوان نسبت مناسب برای پروژه مورد مطالعه در نواحی برداشت نمونه‌ها پیشنهاد می‌شود. همچنین استفاده از میزان FIR بالاتر از حد مورد نیاز همگنی مخلوط خاک-فوم را از بین می‌برد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of foam characteristics and its effect on shear strength of granular and mixed soils (Case study of Tabriz Metro)

نویسندگان [English]

  • sahand maghsoudi 1
  • Masoud Hajialiloue-bonab 3
1 Department of Civil Engineering, Azarbaijan Shahid Madani University
3 Tabriz university
چکیده [English]

Soil conditioning involves the injection of improvement materials from the mechanized tunneling machine to the work field and excavated soils. This study aims to investigate the effect of foam characteristics on the shear strength of granular and mixed soils at four stations in line 2 of the metro of Tabriz city. In this study, two types of foam which known as KOMEYL (KF168B-KF159A), CHEMIC (UGC-N2), and a type of polymer (RHEOSOIL 211) have been used. Based on foam characteristic tests, it can be concluded that the main difference between these materials is their stability time that the foam KF168B exhibits more stability time than the others. Also, results show that there is no significant difference between these foams in terms of their effect on the final shear strength of soil and foam mixtures. Also, adding a small amount of polystyrene polymer to foam solution induces a significant increase in the foam stability time, but not significantly increases the FER. Also, the shear strength test results on foam- soil samples show that the injection of foam above a standard ratio did not significantly affect its shear strength and the use of FIR higher than the required level may cause disorientation in the homogeneity of the soil-foam mixture. Based on the results, the effect of foam on shear strength decreasing ratio is strongly influenced by soil aggregates, so that for the tested soils, in fine-grained soils, the effect of foam on shear strength is significantly more than coarse-grained soils.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil Conditioning
  • Specifications of Foam
  • Soil Shear Strength
  • Polymer
  • Tabriz Metro
  • FIR