مطالعه تأثیر نوارهای زائد پلاستیک (PET) بر بهسازی خاک ریزدانه

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز

چکیده

خاک‌های ریزدانه از جمله موضوع‌های مساله ساز در پروژه‌های عمرانی است. تغییر حجم ناشی از تغییر رطوبت در آن‌ها همواره موجب بروز خسارات فراوانی به سازه های ساخته شده بر روی آن‌ها می‌شود. بنابراین، بایستی با بکارگیری روش‌های مناسب خسارت‌های ناشی از تورم و تغییر رفتار خاک‌های ریزدانه را کاهش داد. روش‌های مختلف مکانیکی، شیمیایی و بیولوژیکی جهت تثبیت خاک‌های ریزدانه موجود می باشد. امروزه، استفاده از مصالح زائد بازیافتی با توجه به حجم بالای تولید آنها در اثر توسعه شهرنشینی و هزینه بالای دفع و نگهداری آنها یک روند مطالعاتی جدی را جهت کاربرد آنها در بهسازی مصالح ریزدانه بوجود آورده است. هدف از تحقیق حاضر، بررسی نوارهای زائد پلاستیک (PET) به عنوان یک ماده ضایعاتی باطله بر روی خواص مکانیکی و ژئوتکنیکی خاک‌ریزدانه می‌باشد. در این مطالعه، زائدات پلاستیک انعطاف پذیر با ابعاد 1×1 و 2×2 سانتی متر مربع و با درصدهای وزنی 5/0، 1 ، 5/1 و 2 با خاک ریزدانه منطقه جلفا بصورت تصادفی مخلوط گردیده و حصوصیات ژئوتکنیکی خاک‌ تثبیت شده مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت انجام تحقیق حاضر، آزمون‌های آزمایشگاهی تراکم، مقاومت فشاری تک محوری، برش مستقیم (در حالت خشک و اشباع)، تحکیم و نفوذپذیری با ارتفاع متغیر انجام گرفت. نتایج بدست آمده از مطالعه نشان داد، میزان بهینه نوار زائد پلاستیک برابر 5/0 درصد وزنی و با ابعاد 1×1 سانتی متر می‌باشد. زیرا این مقدار باعث افزایش تراکم پذیری، توانایی باربری، کاهش تورم و نشست تحکیم و افزایش نفوذپذیری خک ریزدانه بهسازی شده گردیده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of Waste Plastic Strips (PET) on Improvement of Fine-grained Soil

نویسندگان [English]

  • Yashar Dehghan
  • Rouzbeh Dabiri
Department of Civil Engineering, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Geotechnical and engineering structures transfer their loads to soil by foundation. Therefore, structures should be constructed on soil with high bearing capacity. Demand for suitable soil in civil engineering projects is high, but soil with high quality in terms of bearing capacity provides from long distance and uses. Although, this operation is extensive and time consuming. Social, economical and environmental challenges have been caused researchers find new method for improving soil behavior in terms of bearing capacity and strength. In the other side, waste materials such as plastic, wood, glass and etc. in terms of high volume production due to urban development and urbanization with high cost in disposal and maintenance have been caused serious researches for application of recycled waste materials in soils for improvement performed. Polyethylene Terephthalate (PET) is one of the waste material which is permanent and causes environmental pollution. As regard to supply and demand of plastic waste (PET) is increasing, so recycling and re-use is one of the major purpose in engineering and environmental protection (John and Rodwan, 2012). Nowadays, about the use of waste plastic strip and PET different studies have been performed such as (Sivakumar Babu and Vasudevan, 2008), (Sivakumar Babu and Chouksey, 2011), (Dutta et al., 2012) and (Soltani-Jigheh, 2014) can be mentioned. Main idea of this research is evaluation of flexible waste plastic strips (PET=Polyethylene Terephthalate) effects on mechanical and geotechnical behavior of fine-grained soil.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Environmental geotechnic
  • Fine-grained soil
  • Waste plastic strip (PET)
  • Improvement
  • Bearing capacity

اسلامی ف، دبیری ر، "تأثیر جانمایی ژئوگرید در بهسازی خاک مخلوط ماسه- رس جهت استفاده در لایه ­های روسازی"، مهندسی حمل و نقل، 1396، سال 9، شماره ویژه روسازی، 43-67.

قاسم­وش س، دبیری ر، "بررسی تأثیر ژئوتکستایل بر بهسازی توانایی باربری خاک­ های مخلوط رس- شن"، رویکردهای نوین در زمین ­شناسی کاربردی، 1397، 12 (23)، 38-49.

حسن­پوری نوتاش ن، دبیری ر، "ارزیابی اثر ژئوفوم در رفتار استاتیکی دیوار حائل"، نشریه مهندسی عمران مدرس، 1398، 18 (5)، 31-44.

قضاوی م، طباطبائی ا، پاشازاده ا، "بررسی آزمایشگاهی تأثیر فایبرهای پلی­اتیلن بر روی مقاومت برشی مخلوط ماسه سست با خاک ­های رسی"، پنجمین کنگره ملّی مهندسی عمران، 14 تا 16 اردیبهشت 1389، دانشکاه فردوسی مشهد.

سلطانی ­جیقه ح، فرح­بخش ن، مردانی ز، "بررسی رفتار آزمایشگاهی خاک مخلوط رس و ضایعات پلاستیکی"، اولین کنفرانس ملّی مهندسی ژئوتکنیک ایران، 30 مهر و 1 آبان ۱۳۹۲، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه محقق اردبیلی.

Akbulut S, Arasan S, Kalkan E, “Modification of clayey soils using scrap tire rubber and synthetic fibers”, Applied Clay Science, 2007, 38 (1–2), 23-32.

Asadollahi F, Dabiri R, “Effects of Glass fiber reinforced polymer on geotechnical properties of clayey soil”, Journal of Structural and Geotechnics, 2017, 7 (2), 73-83.

ASTM D421-85, “Dry Preparation of Soil Samples for Particle-Size Analysis and Determination of Soil Constants”, Annual book of ASTM standards, 1985.

ASTM D422-63, “Standard Test Method for article-Size Analysis of Soils”, Annual book of ASTM standards, 1963.

ASTM D 4318-95a, “Standard test method for liquid limit, plastic limit and plasticity index for soils”, Annual book of ASTM standards, 1995.

ASTM D 854-02, “Standard test method for specific gravity of soil solids by water pycnometer”, Annual book of ASTM standards, 2002.

ASTM-D 698-00, “Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort (12,400 ft-lbf/ft3 (600 kN-m/m3))”, Annual book of ASTM standards, 2000.

ASTM D2166-16, “Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil”, Annual book of ASTM standards, 2016.

ASTM D3080-11, “Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils under Consolidated Drained Conditions”, Annual book of ASTM standards, 2011.

ASTM D5084-03, “Standard test method for measurement of hydraulic conductivity of saturated porous materials using flexible wall permeameter”, Annual book of ASTM standards, 2003.

ASTM D2435-11, “Standard Test Methods for One-Dimensional Consolidation Properties of Soils Using Incremental Loading”, Annual book of ASTM standards, 2011.

ASTM C305-14, “Standard Practice for Mechanical Mixing of Hydraulic Cement Pastes and Mortars of Plastic Consistency”, Annual book of ASTM standards, 2014.

Benson C, Khire M, “Reinforcing Sand with Strips of Reclaimed High Density Polyethylene”, Journal of Geotechnical Engineering, 1994, 120 (5), 838-855.

Bueno BS, “The Mechanical Response of Reinforced Soil Using Short Randomly Distributed Plastic Strips”, Proc. of Recent Developments in Soil and Pavements Mechanics, Almeida Balkema, Rotterdam, 1997, 401-407.

Consoli NC, Montardo JP, Prietto PDM, Pasa GS, “Engineering behavior of a sand reinforced with plastic waste”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2002, ASCE, 128 (6), 462-472.

Consoli NC, Vendruscolo MA, Fonini A, Dalla Rosa F, “Fiber reinforcement effects on sand considering a wide cementation range”, Geotextile and Geomembrane. 2009, 27 (3), 196-203.

De Mello D, Pezzin SH, Amico SC, “The effect of post-consumer PET particles on the performance of flexible polyurethane foams”, Polymer Testing, 2009, 28 (7), 702-708.

Dutta RK, Venkataraman G, Nandkishor V, “Effect of Waste Plastic Chips on the Strength and Swelling Pressure of Silt”, Department of Civil Engineering, Institute of Technology and Management, Gurgaon, India, 2012.

FHWA, “Ground modification methods references manual”, 1, 2, U.S. Department of Transportation Federal Highway Administration, 2017.

Hasanpouri Noutash N, Dabiri R, “Effects of geofoam panels on static behavior of cantilever retaining wall”, Advances in Civil Engineering, 2018, 1-16.

John G, Rodwan Jr, “Bottled water 2011: The recovery continues, U.S. and International Developments and statistics”, BWR www.bottledwater.org, April/May 2012.

Lampo R, Nosker T, McLaren M, “Demonstration installations of recycled-plastic lumber for bridges”, Marine Pilings and Railroad Ties, 2003.

Naeini SA, Sajadi SM, “Effect of Waste Polymer Materials on Shear Strength of Unsaturated Clays”, Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 2008,13 (band K), 1-12.

Park T, Tan SA, “Enhanced performance of reinforced soil walls by the inclusion of short fiber”, Geotextiles and Geomembranes, 2005, 23 (4), 348-361.

Poon CS, “Management and Recycling of Demolition Waste in Hong Kong”, The 2nd International Conference on Solid Waste Management, Taipei, Taiwan, 2000, 433-442

Sadek S, Najjar S, Freiha F, “Shear Strength of Fiber-Reinforced Sands”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2010, 136 (3), 490-499.

Sivakumar Babu GL, Vasudevan AK, “Strength and stiffness response of coir reinforced tropical soils”, Journal Materials in Civil Engineering, ASCE, 2008, 20 (9), 571-577.

Sivakumar Babu GL, Chouksey SK, “Stress-strain response of plastic waste mixed soil”, Waste management, 2011, 31 (3), 481-488.

Soltani-Jigheh H, “Un drained behavior of Clay-Plastic waste mixtures”, The 11th International congress on advances in civil engineering, 21-25 October, Istanbul Technical University, Istanbul, Turkey, 2014.

Tang T, Shi B, Gao W, Chen F, Cai Y., “Strength and mechanical behavior of short polypropylene fiber reinforced and cement stabilized clayey soil”, Geotextiles and Geomembranes, 2007, 25 (3), 194-202.

The Waste and Resources Management Action Programme (WRAP), “The Quality Protocol for the Production of Aggregates from Inert Waste”, 2005.

Yetimoglu T, Salbas O, “A study on shear strength of sands reinforced with randomly distributed discrete fibers”, Geotextiles and Geomembranes, 2003, 21 (2), 103-110.