جلسه دفاعیه پايان‌نامه كارشناسي ارشد در رشته مهندسي عمران گرايش خاک و پی

عنوان :

تأثیر زمان و حرارت عمل‌آوري در رفتار تابع زمان ماسه تزريق­شده با مخلوط سيمان و متاكائولین

استاد راهنما :

دكتر ملکی

 

اساتید داور:

دکتر مکارچیان

دکتر اثنی عشری

 

نگارنده :

محمد حسین شجاعی مهر

 

 

 
زمان و مکان :

یکشنبه 16/3/94، ساعت 18،

 سالن آمفی تئاتر دانشکده مهندسی

 

 

 

 

چكيده:

      استفاده از تزریق در محیط­های دانه­ای، یکی از روش­های معمول و پرطرفدار در بهسازی خاک­ها است. بهسازی پی به روش تزریق باهدف کاهش نفوذپذیری، افزایش مقاومت و ظرفیت باربری، کاهش نشست، پر کردن فضاهای خالی در بین اجزاء سازه­ها و افزایش مقاومت پی در برابر زلزله انجام می­شود. سیمان به‌عنوان یک ماده چسباننده، پیوستگی بین دانه­های خاک را افزایش داده که در نتیجه سبب افزایش مقاومت برشی ناشی از مؤلفه‌ی پیوستگی خاک تزریق‌شده می­شود. تاکنون مطالعات زیادی در آزمایش‌های ماسه­­ی تزریق‌شده با سیمان توسط محققین انجام شده است که در این میان پدیده خزش و اثر نرخ بارگذاری نسبت به ماسه تزریق‌نشده از اهمیت بیشتری برخوردار است. به دلایل اقتصادی، اجرایی و فنی، امروزه بخشی از سیمان با سایر مواد جایگزین می‌شود. از موادی که اخیراً مورد مطالعه­ی محققین قرار گرفته، کاربرد متاکائولین است. هرچند مطالعات پراکنده­ای در خصوص بررسی رفتار مکانیکی نظیر مقاومت برشی خاک ماسه­ای تزریق‌شده با مخلوط سیمان و متاکائولین وجود دارد، ولی در خصوص پایداری درازمدت (خزش) یا رفتار تابع زمان این نوع خاک سیمانی تحت شرایط عمل‌آوری مختلف، مطالعه­ای صورت نگرفته است.

      این پایان­نامه در ادامه یک کار تحقیقی مبنی بر مطالعه خصوصیات مکانیکی ماسه تزریق‌شده با ترکیب­های مختلف سیمان و متاکائولین، به بررسی رفتار تابع زمان ماسه تزریق شده با دوغاب سیمان آمیخته با متاکائولین با استفاده از یک سری آزمایشهاي‌ مقاومت فشاری سه محوری و همچنين آزمایشهاي خزشی محدود شده در شرایط مختلف عمل‌آوری می­پردازد.

       نتایج نشان می­دهد، تغییرات حرارت عمل‌آوری تأثیر چشمگیری بر روی رفتار مکانیکی خاک تزریق شده دارد به‌طوری که در سن 7 روز و دمای 10 درجه سانتی‌گراد، مقاومت فشاری ماسه تزریق شده با دوغاب سیمان آمیخته با متاکائولین، 7% کمتر از نمونه‌ی شاهد (ماسه تزریق شده با سیمان) می‌شود. با افزایش زمان و درجه حرارت عمل‌آوری به‌تدریج، مقاومت فشاری ماسه تزریق شده با دوغاب سیمان آمیخته با متاکائولین بیشتر از نمونه‌های شاهد می‌شود. کرنش نظیر مقاومت حداکثر و همچنین مدول نرمی ماسه تزریق شده با دوغاب سیمان آمیخته با متاکائولین در کلیه شرایط عمل‌آوری بیشتر از نمونه‌ی شاهد است. مدول الاستیسیته سکانتی ماسه‌ی تزریق‌شده با دوغاب سیمان آمیخته با متاکائولین در سن 7 روز و با شرایط دمایی 10 تا 20 درجه‌ سانتی‌گراد، کمتر از مدول الاستیسیته‌ی نمونه‌ی شاهد است. افزایش دوره‌ی عمل‌آوری تا سن 28 روز سبب افزایش سختی ماسه تزریق شده با دوغاب حاوی متاکائولین نسبت به نمونه‌ی شاهد می‌شود. نتایج آزمایش‌های خزشی نشان می‌دهد عموماً با افزایش زمان و درجه حرارت عمل‌آوری مقدار کرنش‌های خزشی در یک نسبت تنش ثابت، کاهش می‌یابد. کرنش خزشی ماسه تزریق شده با دوغاب سیمان حاوی متاکائولین در سن 7 روز و حرارت عمل‌آوری 10 درجه سانتی‌گراد، بیشتر از کرنش خزشی نمونه‌ی شاهد است. پس از 28 روز عمل‌آوری در شرایط دمایی 10 تا 20 درجه سانتی‌گراد، کرنش خزشی ماسه تزریق‌شده با دوغاب سیمان آمیخته با متاکائولین نسبت به کرنش خزشی نمونه‌ها‌ی شاهد کاهش می‌یابد. کرنش خزشی با افزایش نسبت تنش، افزایش یافته و گسترش تغییر شکل‌های تابع زمان سبب گسیخته شدن ماسه‌ی تزریق شده در تنش انحرافی کمتر شده است.

واژه­های کلیدی: ماسه تزریق‌شده، خزش، متاکائولین، درجه حرارت، زمان عمل‌آوری

 

 

Abstract

The use of grouting in granular environments is one of the most common and popular technique in soils improvement. The soil improvement by grouting method is done in order to reduce permeability, increase the foundation strength and bearing capacity, reduce foundation settlement, fill of the empty spaces between structure parts and increasing the foundation strength against earthquakes. Cement as a binder material causes the cohesion between grains of soil to be enhanced leading to increasing the shear strength of the bond component in grouted soil. Many studies have been done on the sand grouted with cement, among which the creep phenomenon and the effect of rate of loading to comparison with basic sand is of more complementary studies. On economical, technical and construction points of view, generally some part of the cement is replaced with the other materials. Recently, researchers have focused on the use of Metakaolin. Although there are some studies on the mechanical behavior, such as shear strength, of sandy soil grouted with cement-Metakaolin mixture, the long-term stability or time-dependent behavior (especially creep) of this type of cement soil under different curing conditions has not investigated yet

This thesis following a research on the mechanical properties of grouted sand with different combinations of cement and Metakaolin, aims to investigate the effect of curing time and temperature on the time-dependent behavior of the grouted sand by carrying out a set of triaxial and creep tests.        

Results show that curing temperature influence significantly on the mechanical behavior of grouted sand so that at the age of 7 days and the temperature of 10°C, the compressive strength of sand grouted with cement-Metakaolin mixture, is 7% less than compressive strength of reference sample (sand grouted with cement). However, increasing the curing time and temperature, compressive strength sand grouted with cement-Metakaolin mixture is greater than reference samples. Axial strain corresponding of the maximum strength and softness modulus of grouted sand with cement-Metakaolin mixture in all curing circumstances is greater than the reference samples. Secant module of elasticity of grouted sand with cement-Metakaolin mixture at the age of 7 days and within the curing temperatures of 10 to 20°C is less than the module of elasticity of the reference samples. However, module of elasticity of grouted sand whit cement-Metakaolin mixture higher than the reference sample with increasing curing time up to 28 days. The results of creep tests show that the amounts of the creep strains are generally reduced with increase of curing time and temperature. Creep strain of grouted sand with cement-Metakaolin mixture at the age of 7 days and curing temperature of 10°C is higher than the creep strain of reference sample. However, after 28 days of curing time for the temperature of 10 to 20°C, the creep strain of grouted sand with cement-Metakaolin mixture is decreased in comparison with creep strain of reference samples. The creep strain increased with increasing the stress level so that, for low level of excreted stress the failure of specimens were occurred, due to augmentation of creep strain.

Key Words: Grouted Sand, Creep, Metakaolin, Curing Time, Temperature

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1- مشخصات فردي :                                                                                                                                          Personal Details
کد ملی :387854128	تاریخ تولد : 1367	نام : محمد حسین  نام خانوادگی: شجاعی مهر
شماره شناسنامه: 115364	محل تولد: همدان	نام پدر : جواد
تلفن تماس: 09186271911-38275695	نشانی محل سکونت: همدان- میدان 13 آبان-بلوار شهید خرم رودی  کوچه ی شفق ک14
پست الکترونیکی: m.hosein.shojaemehr@gmail.com	تلفن تماس ضروری: 09186271911-09182084236

 

 

2- سوابق تحصيلي :
توضیحات	کشور/ شهر محل تحصیل	نام واحد آموزشی	مدت تحصیل		گرایش	رشته تحصیلی	مقطع تحصیلی
			تا	از
-	همدان/ایران	دانشگاه بوعلی سینا	91	86	عمران	عمران	لیسانس
-	همدان/ایران	دانشگاه بوعلی سینا	95	92	خاک و پی	عمران	فوق لیسانس