نشریه انجمن زمین شناسی مهندسی ایران

نشریه انجمن زمین شناسی مهندسی ایران

بهبود خاصیت رمبندگی خاک دست نخورده با استفاده از مواد پلیمری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
سودابه جلالی 1
مسعود عامل سخی 2
مهدی مومنی رق آبادی 3
سید عظیم حسینی 4
رامین خواجوی 5
1 گروه مهندسی عمران،دانشکده مهندسی،دانشگاه آزاد تهران جنوب،تهران،ایران
2 استادیار مهندسی عمران - زئوتکنیک دانشگاه صنعتی قم.
3 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، واحد کرمان، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمان، ایران
4 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
5 استاد، گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
چکیده
خاک‌های رمبنده از جمله خاک‌های مسئله‌دار در طبیعت می‌باشند که در اثر مرطوب شدن، نشست زیادی دارند. به‌طوری‌که طبق پژوهش‌های انجام شده مقدار نشست می‌تواند به 1 الی2 درصد ضخامت لایۀ خاک برسد. در صورت شناسایی نکردن این نوع خاک‌ها، اگر سازه‌ای روی آنها احداث شود، در صورت اشباع شدن و تغییرات رطوبت خاک، سازه دچار آسیب و زیان می‌شود. وجود چنین خاک‌هایی در بسیاری از مناطق جهان از جمله کشور ایران، لزوم توجه و بررسی بیشتر رفتار و خصوصیات خاک‌های رمبنده را می‌طلبد. در این مقاله اثر بوتادین رابر بر تثبیت این‌گونه خاک‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. خاک‌های ریزدانۀ مورد آزمایش از دو سایت مختلف واقع در استان کرمان، شهر کرمان، خیابان شهدای دارلک و میدان کوثر نمونه‌برداری شده و با تزریق درصدهای 2، 3، 4 و5 درصد بوتادین رابر در مدت زمان‌های 4، 7، 14 و 28 روز تثبیت شده‌اند(تعداد آزمایش‌ها 84 عدد است). ارزیابی خاک‌های تثبیت‌شده به روش تحکیم مضاعف (ASTM D5333) بر روی نمونه‌های دست نخورده خاک انجام گرفته است. نفوذ بوتادین رابر و همچنین ستون‌های بوتادین رابر تشکیل شده منجر به کاهش میزان رمبندگی شده و از 88 درصد بیشتر است. با توجه‌ به گسترش سیستم‌های هوشمند در پیش‌بینی رفتار خاک‌های‌ رمبنده تثبیت‌شده، به کمک سیستم استنتاج فازی (ANFIS) مدل پیش‌بینی درجۀ رمبندگی نمونه‌های تثبیت‌شده با بوتادین رابر ساخته شد و دقت آن مورد ارزیابی قرار گرفته است.
کلیدواژه‌ها
تثبیت خاک رمبنده
بوتادین رابر
سیستم هوشمند استنتاج فازی(ANFIS)

عنوان مقاله English

improvement of Collapsible soil by polymer material

نویسندگان English

soudabeh JALALI 1
masoud amelsakhi 2
Mehdi Momeniroghabadi 3
Seyed Azim Hosrini 4
Ramin Khajavi 5
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 assistant profesor, qom university of technology
3 assistant professor, Department of civil Engineering, Faculty of Engineering, Kerman Branch, Islamic Azad University, Kerman, Iran
4 assistant professor ,Department of civil Engineering, Faculty of Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
5 assistant professor, Department of chemical Engineering, Faculty of Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده English

Collapsible soils are among the problematic soils in nature that due to wetting, make many settlements so that according to research, the amount of settling can reach 1 to 2% of the thickness of the soil layer.
If this type of soil is not identified, if structures are built on them, the constructed structure will be damaged if the soil saturates and changes in soil moisture. The existence of such soils in many parts of the world including Kerman province of Iran, necessitates the attention to study the behavior and characteristics of the collapsible soils. The aim of this contribution is to investigate the effect of butadiene rubber on the stabilization of collapsible soils. The tested fine-grained soils that have been sampled from two different sites were stabilized through injecting different percentages of butadiene (the number of experiments was 84). The ASTM D5333 Double-Consolidation Method, was applied in order to examine the stabilized soils on intact soil samples. The results show that the penetrations of butadiene rubber as well as the formation of butadiene rubber columns have led to reduction in soil collapse. Considering development of intelligent systems using prediction behavior of stabilized collapsible soils, the ANFIS model was used to predict degree of collapsibility of soil samples stabilized by injection Styrene Butadiene Rubber.

کلیدواژه‌ها English

Collapsible soil stabilization
Styrene-Butadiene rubber
Fuzzy inference system
Jennings, J. E. ,1957, The additional settlement of foundations due to a collapse of structure of sandy subsoils on wetting. In Proc. 4th Int. Conf. on SMFE (Vol. 1, pp. 316-319) .
Bell, F. G. ,1993, “Engineering Treatment of Soils,” Spon, London, pp. 317.
Lutenegger, A. J. and Saber, R. T, 1988, “Determination of Collapse Potential of Soils,” Geotechnical Testing Journal, GTJODJ, Vol. 11, No. 3, pp. 173-178.
Gelsefidi, S., Mirkazemi, S. M., & Hasan, B. M, 2013,‏ Application of nanomaterial to stabilize a weak soil. In Proceedings of 7th international conference on case histories in geotechnical engineering, paper (No. 6.10, pp. 1-8)
Fauziah binti Ahmed a, Yahya K. Atemimi a, b, and Mohd,2013,Evaluation the Effects of Styrene,vol 18.
Zhang, G. Germaine, J. T. Whittle, A. J. Ladd, C. C. 2004, Index properties of a highly weathered old alluvium,” Geotechnique 54, No. 7, pp. 441-451.
Baghini, M. S., Ismail, A., Naseralavi, S. S., & Firoozi, A. A, 2016, Performance evaluation of road base stabilized with styrene–butadiene copolymer latex and Portland cement. International Journal of Pavement Research and Technology, 9(4), 321-336. 
Ahmed, F. B., Atemimi, Y. K., & Ismail, M. A. M. ,2013.Evaluation the effects of styrene butadiene rubber addition as a new soil stabilizer on geotechnical properties. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 18.‏
Zimbardo, M., Ercoli, L., Mistretta, M. C., Scaffaro, R., & Megna, B. , 2020,  Collapsible intact soil stabilisation using non-aqueous polymeric vehicle. Engineering Geology, 264, 105334 .
Silveira, I. A., & Rodrigues, R. A.. Collapsible Behavior of Lateritic Soil Due to Compacting Conditions. INTERNATIONAL JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING.‏
Gibbs, H. J. and Bara J. P, 1967, “Stability problems of collapsing soils,” Journal of Soil Mechanics and Foundations Division, 93, pp. 572-594.
Abbeche, K., Bahloul, O., Ayadat, T., & Bahloul, A, 2010,  Treatment of collapsible soils by salts using the double consolidation method. In Experimental and Applied Modeling of Unsaturated Soils (pp. 69-78).‏
Fattah, M. Y., Al-Ani, M. M., & Al-Lamy, M. T. A, 2013,  Treatment of collapse of gypseous soils by grouting. Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Ground Improvement, 166(1), 32-43.‏
Ajalloeian, R., Matinmanesh, H., Abtahi, S. M., & Rowshanzamir, M. Effect of polyvinyl acetate grout injection on geotechnical properties of fine sand. Geomechanics and Geoengineering, 8(2), 86-96 (2013).
Ayeldeen, M., Negm, A., El-Sawwaf, M., & Kitazume, M. Enhancing mechanical behaviors of collapsible soil using two biopolymers. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 9(2), 329-339 (2017)..‏
Momeni, M., Shafiee, A., Heidari, M., Jafari, M. K., & Mahdavifar, M. R, 2012,  Evaluation of soil collapse potential in regional scale. Natural hazards, 64(1), 459-479.
نشریه انجمن زمین شناسی مهندسی ایران
دوره 15، شماره 4
زمستان 1401
صفحه 127-139

  • تاریخ دریافت 14 آبان 1400
  • تاریخ بازنگری 13 مهر 1401
  • تاریخ پذیرش 14 آبان 1401