دانشکده مهندسی

گروه مهندسی عمران

 

اطلاعیه دفاع از پایان‏نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران گرایش مهندسی ژئوتکنیک

 

عنوان:

 

مطالعه اثر تثبیت با سیمان بر رفتار یک نوع ماسه تحت بارگذاری و باربرداری

 

استاد راهنما:

دکتر عباس قدیمی

 

اساتید ممتحن:

دکتر محمد ملکی

دکتر مسعود مکارچیان

 

 نگارش:

سیما اصلانی

 

تاریخ دفاع

یکشنبه 8 مهرماه 1397

ساعت : 14 الی 16

 

مکان : کلاس 27 – سایت نظری

 

 

Bu-Ali Sina University

 

Faculty of Engineering

Department of Civil Engineering

 

 

Defense Thesis Announcement for Submitted Master Degree in Civil Engineering Geotechnical Engineering

 

 

Title:

 

Assessment of the effect of cement stabilization on the behavior of a sand under loading and unloading

 

 

Supervisor:

Abbas Qadimi (Ph.D)

 

 

 

Master Reviewers:

Mohammad Maleki (Ph.D)

Masoud Makarchian (Ph.D)

 

By:

Sima Aslani

 

Date:

September, 30, 2018

Time: 2 – 4 pm

 

 Place:

Class 27-nazari site

 

 

چكيده:

اصلاح خاک با افزودن مواد و مصالح مختلف به آن همواره مورد توجه محققان و دست‌اندرکاران مهندسی ژئوتکنیک قرار داشته است. یکی از روش‌های متداول برای بهبود خواص مکانیکی خاک‌های ماسه‌ای، افزودن سیمان به آن است. حاصل این شیوه تثبیت، بهبود مشخصه‌های خاک تحت شرایط بارگذاری‌های استاتیکی و دینامیکی است. خاک ساختگاه مخازن ذخیره مواد، سیلوها، بونکرها، مخازن نفت و ... به دلیل ذخیرهسازی و تخلیه مکرر مواد در حجم زیاد در آنها، تحت سیکل‌های بارگذاری و باربرداری مداوم قرار دارند. این نوع بارگذاری می‌تواند پس از مدتی خصوصیات رفتاری خاک را تحت تاثیر قرار دهد. معمولا چنین اثراتی به‌هنگام برآورد پارامترهای خاک در مطالعات ژئوتکنیکی اولیه و نیز در طراحی‌های بعدی، در نظر گرفته نمی‌شوند. تثبیت این خاک‌ها با سیمان می‌تواند رفتار آنها را تحت این شرایط بهبود بخشد.

در پژوهش حاضر هدف آن است که تاثیر درصدهای مختلف سیمان بر رفتار مقاومتی نوعی ماسه، تحت سیکل‌های بارگذاری و باربرداری تکراری بررسی شود. به منظور مطالعه اثر تثبیت با سیمان بر رفتار نمونه‌ها تحت بارگذاری و باربرداری، تعدادی آزمایش تک‌محوری در دو گروه انجام شد. همچنین برای تعیین پارامترهای مقاومت برشی خاک نیز تعدادی آزمایش سه‌محوری به روی نمونه‌های خالص اجرا گردید.

در گروه اول آزمایش‌های تک‌محوری رفتار مقاومتی نمونه‌های تثبیت‌شده با 2، 4، 6 و 8 درصد سیمان و با زمان عمل‌آوری 7، 14 و 28 روزه، بدون اعمال سیکل‌های بارگذاری و باربرداری بررسی شد. نتایج این گروه از آزمایش‌ها نشان داد که افزودن سیمان، شکل‌پذیری خاک را کاهش می‌دهد و باعث نرم‌شدگی کرنش می‌شود و همچنین با گذشت زمان عمل‌آوری، مقاومت نمونه‌ها افزایش می‌یابد. در گروه دوم، آزمایش‌ها بر روی نمونه‌های تثبیت‌شده و با اعمال 2، 4، 6 و 8 سیکل بارگذاری و باربرداری انجام شد. نتایج این گروه از آزمایش‌ها نیز نشان داد که افزایش تعداد سیکل‌های بارگذاری و باربرداری اعمال شده بر روی نمونه‌ها سبب جابه‌جایی ذرات و کاهش تخلخل می‌شود و در نتیجه موجب ایجاد تغییرشکل‌های ماندگار بیشتر در نمونه‌ها می‌گردد. همچنین مشاهده شد که افزایش زمان عمل‌آوری نمونه‌ها سبب افزایش درصد بازگشت کرنش کشسانی می‌شود و کمترین درصد بازگشت کرنش کشسان مربوط به نمونه‌هایی است که تحت 8 سیکل بارگذاری و باربرداری قرار داشته‌اند.

واژه‌های کلیدی: تثبیت، سیمان، آزمایش تک‌محوری، آزمایش سه‌محوری، بارگذاری و باربرداری، سیلو.

 

 

Abstract:

Improvement of soils by adding various materials has always received considerable attentions in geotechnical engineering. One of the common ways to improve the mechanical properties of sandy soils is to add cement to them. The result of this method is to stabilize soil's characteristics under static and dynamic loading conditions. The underlying soils of storage tanks, oil tanks, silos, bunkers, and ... are usually experiencing repeated cycles of loading and unloading due to the frequent charging and discharging of materials in large volumes. This patterns of loadings can affect the behavioral properties of the soil after a while. These types of effects are not usually taken into account in estimating soils parameters in early geotechnical investigations and also in the subsequent designs. The stabilization of these soils with cement can improve their behavior under these conditions.

In the present study, the aim is to investigate the effect of different percentages of cement on the strength properties of a sand under repeated loading and unloading cycles. In order to study the effect of cement stabilization on the behavior of the samples under these conditions, a number of uniaxial compression tests were performed in two groups. Also, a number of triaxial tests were conducted to determine the shear strength parameters of the pure sand samples.

In the first group, the static behavior of samples stabilized with 2, 4, 6 and 8 percent cement, with 7, 14 and 28 days of curing times and without cycles of loading and unloading, were investigated. The results of this group of tests showed that adding cement, reduces the ductility of the soil samples and causes strain softening. The results also indicated that shear strength increases as the curing time increases. In the second group, experiments were carried out on the stabilized samples by applying 2, 4, 6 and 8 loading and unloading cycles. The results of this group of tests showed that increasing the number of loading and unloading cycles leads to particle displacement and porosity reduction in samples, and hence causes more permanent deformations in the samples. It was also observed that increasing the curing time causes an increase in the percentage of elastic strains restored. The lowest percentage of elastic strain restoration was observed in samples which experienced 8 cycles of loading and unloading.

Keywords: Stabilization, Cement, Uniaxial Compression Test, Triaxial Test, Loading and Unloading, Silo.

 

سیما اصلانی

siminaslani18@gmail.com

 

سوابق تحصیلی

·        کارشناسی عمران، دانشگاه بوعلی سینا، ۱۳89 تا ۱۳۹۴

·        کارشناسی ارشد ژئوتکنیک، دانشگاه بوعلی سینا، ۱۳۹۴ تاکنون

·        کارشناس راه، شرکت ایمن راه، 1396 تا کنون

 

  

مهارت‌ها

·        نرم افزار Civil 3d

·        نرم افزار Safe

·        نرم افزار Etabs