بررسی رفتار مقاومتی خاک‌ ماسه‌ای مخلوط شده با ضایعات پلاستیکی و دوغاب سیمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه قم

2 استادیار، گروه زمین شناسی مهندسی، دانشگاه تهران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد ژئوتکنیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه قم

چکیده

امروزه توسعه جوامع صنعتی و شهرنشینی موجب انباشت روزافزون ضایعات پلاستیکی و پراکندگی آنها در طبیعت شده است. کاهش مشکلات زیست محیطی این پدیده به روشهای مختلفی امکان پذیر است. در این مطالعه امکان استفاده مجدد از مواد پلاستیکی در ساختار جدیدی از خاک مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، نمونه هایی از مخلوط خاک ماسه ای با وزن مخصوص خشک 1.7 گرم برسانتیمتر مکعب و خرده ضایعات پلاستیکی (از جنس بطری های آب معدنی) به مقدار وزنی 0.3 درصد در ابعاد 8×12 میلیمتر تهیه شده و بر روی آنها آزمایش های برش مستقیم کوچک و بزرگ مقیاس با سرعت های تند وکند به ترتیب 1 و 0.3 میلیمتر بر دقیقه در شرایط اشباع انجام شده است. در مرحله بعد ترکیب حاصل با 5 درصد وزنی از دوغاب سیمان مخلوط شده و آزمایش های مذکور تکرار شده اند. نتایج نشان می دهد که افزودن خرده پلاستیک ضایعاتی به خاک ماسه ای موجب افزایش زاویه اصطکاک داخلی و در مجموع افزایش مقاومت برشی می شود. همچنین در خاک مسلح به ضایعات پلاستیکی و دوغاب سیمان نسبت به خاک مسلح بدون دوغاب با وجود کاهش زاویه اصطکاک داخلی، به علت افزایش قابل توجه چسبندگی در مجموع مقاومت برشی بین 20 تا 30 درصد بیشتر می شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The study of strength behavior of sandy soil mixed with plastic waste and cement slurry

نویسندگان [English]

  • Mehdi Khodaparast 1
  • Ali Mohammad Rajabi 2
  • Adel Kabi 3
1 Associate Professor, Faculty of Engineering, University of Qom
2 Assistant Professor, Engineering Geology Department, University of Tehran
3 MSc Student, Faculty of Engineering, University of Qom
چکیده [English]

Nowadays, development of the industrial societies and urbanization caused the daily rising accumulation of plastic waste and their dispersion in the nature. To decline the environmental issues of this phenomenon, different approaches are possible. The possibility of reusing plastic waste in new structure of the soil has been studied in this research. For this purpose, samples of sandy soil with dry density 1.7 gr/〖cm〗^3 and waste plastic pieces (made from mineral water bottles) with 8 × 12 mm in size(weight proportional of 0.3 %) have been mixed. Then direct shear test with fast and slow speeds 1 and 0.3 mm/min respectively in two small and large scale (10×10 and 30×30 cm, respectively), have been done in saturated condition. In the next stage, 5% of cement slurry has been added to this mixed soil and the previous tests have been repeated. The results show that adding waste plastic pieces to the sandy soil, leads to increasing the total friction angle and finally shear strength. So, for mixed soil plastic waste and cement slurry in comparison to soil without cement slurry, despite of reducing of the internal friction angle, shear strength increases from 20 to 30 percent due to significant increase in the cohesion.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Shear strength
  • Friction angle
  • Plastic wastes
  • Cement slurry

[1] Humphrey, D.N. (1999), “Civil engineering applications of tire shreds”. Proceedings of the Tire Industry Conference, Clemson University, 1-16.

[2] Cetin, H., Fener, M., & Gunaydin, O. (2006). “Geotechnical properties of tire-cohesive clayey soil mixtures as a fill material”. Engineering geology88(1), 110-120.

[3] Kumar, A., Walia, B. S., & Mohan, J. (2006). “Compressive strength of fiber reinforced highly compressible clay”. Construction and building materials20(10), 1063-1068.

[4] Soroush, A., & Soltani-Jigheh, H. (2009). “Pre-and post-cyclic behavior of mixed clayey soils”. Canadian Geotechnical Journal46(2), 115-128.

[5] موسوی زاهد، ح. (1389). "بررسی پارامترهای مقاومتی خاک ماسه‌ای مسلح به تراشه‌های لاستیک فرسوده"، پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش خاک و پی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه صنعتی اصفهان.

[6] نجف‌زاده، ل، (1394). "بررسی رفتار آزمایشگاهی مخلوط خاک و خرده پلاستیک ضایعاتی"، نشریه مهندسی عمران، چاپ هفتم، دانشگاه صنعتی شریف.

[7] Babu, G. S., & Chouksey, S. K. (2011). “Stress–strain response of plastic waste mixed soil”. Waste management31(3), 481-488.

[8] Vallejo, L. E., & Mawby, R. (2000). “Porosity influence on the shear strength of granular material–clay mixtures”. Engineering Geology58(2), 125-136.

[9] Jafari, M. K., & Shafiee, A. (2004). “Mechanical behavior of compacted composite clays”. Canadian Geotechnical Journal41(6), 1152-1167.

[10] Starcher, R.D. (2013), “Impact of Curing Time and Curing Stress On the Mechanical Behavior of Cement-Improved and Cement-Fiber-Improved Soft Soil”, Journal of Engineering Science and Technology, 9(5), 541-558.

[11] Nsaif, M. H. (2013). “Behavior of soils strengthened by plastic waste materials”. Journal of Engineering and Development17(4), 182-194.

[12] Anagnostopoulos, C. A., Tzetzis, D., & Berketis, K. (2014). “Evaluation of the Shear Strength Behaviour of Polypropylene and Carbon Fibre Reinforced Cohesive Soils”. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology7(20), 4327-4342.

[13] ASTM D30-80. (2004). “Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils under Consolidated Drained conditions”. United State of America.

CAPTCHA Image