سعید خدابنده لو - دانشکده فنی و مهندسی
پایاننامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران گرایش مکانیک خاک و پی
عنوان:
بررسی اثر تثبیت سیمان بر رفتار مکانیکی ماسه مسلح شده با الیاف
استاد راهنما:
دکتر مسعود مکارچیان
اساتید داور:
دکتر عباس قدیمی
دکتر مهدی اثنیعشری
نگارش:
سعید خدابندهلو
مکان:
آمفی تئاتر
ساعت 10
24 اسفند 94
چكيده:
روشهای زیادی جهت بهسازی خاک وجود دارند که دو روش مسلحسازی و اصلاح شیمیایی بیشترین کاربرد را دارند. اساس کار تثبیت کنندهها که بهطور عمده شامل آهک، سیمان و قیر هستند، چسباندن ذرات به یکدیگر است. از بین روشهای مسلحسازی خاک، روش مسلحسازی با الیاف که در واقع یکی از انواع ژئوسنتتیکها است، بهدلیل افزایش مقاومت خاک، تشکیل نشدن صفحات ضعیف در توده خاک و عدم نیاز به محاسبات پیچیده از جمله محاسبه طول مدفون یا مهاری، دارای مزایای اساسی است. بررسی محققین نشان میدهد که سیمانی شدن خاکها سبب افزایش مقاومت و سختی آنها میشود؛ از طرفی دیگر، حضور الیاف در خاک سیمانی شده علاوه بر آنکه سختی نمونهها را کاهش میدهد، میتواند موجب افزایش ظرفیت باربری، افزایش مقاومت برشی، افزایش شکلپذیری و افزایش قابلیت جذب انرژی نیز بشود.
در پژوهش حاضر، رفتار مکانیکی ماسه سیمانی شده مسلح با الیاف با استفاده از آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده بررسی شده است. به همین منظور، ماسه بد دانهبندی شده بابلسر با استفاده از 2، 4، 6 و 8 درصد سیمان )تیپ 1- 525 بر طبق استاندارد ایران) تثبیت و با صفر، 5/0 و 1 درصد الیاف از دو نوع پلیپروپیلن و پلیوینیل الکل مسلح شدند. تمامی نمونهها با دانسیتههای نسبی 50 و 70 درصد متراکم شده و طی دو دوره 3 و 7 روزه در اتاق مرطوب عملآوری شدهاند. سپس برای تمام نمونهها، آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده انجام شد.
نتایج آزمایشهای مقاومت فشاری محدود نشده نشان میدهند که با افزودن سیمان بهطور کلی مقاومت ماسه، افزایش مییابد. افزودن الیاف به ماسه سیمانی شده نیز، موجب افزایش نرخ رشد مقاومت میشود و با افزودن درصدهای بیشتر الیاف از هر دو نوع، مقادیر و میزان رشد هم افزایش قابل ملاحظهای پیدا میکند و با استفاده سیمان و الیاف با هم، بیشترین مقدار مقاومت حاصل میشود. عموماً استفاده از الیاف پلیپروپیلن در نمونهها، موجب افزایش مقاومت بیشتری نسبت به پلیوینیل الکل میشود. از طرف دیگر، با افزایش دانسیته نسبی از حالت 50 به 70 درصد، مقاومت همه نمونهها افزایش مییابد که این میزان افزایش در نمونههای حاوی درصدهای بیشتر سیمان قابل توجه بوده و در سایر نمونهها، افزایش چشمگیری رخ نمیدهد. در نمونههایی که صرفاً از سیمان جهت مسلحسازی استفاده شده است، با افزایش دانسیته نسبی از 50 به 70 درصد، در مقدار مقاومت رشد بسیار اندکی اتفاق افتاده است که این مقدار افزایش، قابل توجه نیست. ضمناً با مقایسه دورههای عملآوری 3 و 7 روز برای هر دو حالت دانسیته نسبی 50 و 70 درصد، مقاومت نمونههای عملآوری شده بهمدت 7 روز نسبت به نمونههای عملآوری شده بهمدت 3 روز بیشتر است که این موضوع، با افزایش درصد سیمان، رشد بیشتری پیدا کرده است.
نتایج حاصل شده از آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده و با توجه به کرنش نمونهها، نشان میدهند بهطور کلی با ثابت بودن درصد الیاف در نمونههای سیمانی شده حاوی درصدهای مختلف سیمان، با افزایش درصد سیمان و دوره عملآوری از 3 به 7 روز، کرنش محوری مقدار بسیار کمی، کاهش مییابد و اصولاً با افزایش درصد الیاف در نمونهها، کرنش محوری افزایش مییابد. ضمناً استفاده از الیاف پلیپروپیلن تأثیر بیشتری بر روی افزایش کرنش محوری نسبت به الیاف پلیوینیل الکل دارد. از طرف دیگر، با ثابت بودن درصد الیاف، با تغییر سایر متغیرها اعم از افزودن سیمان، افزایش دوره عملآوری و تراکم نمونهها با دانسیته نسبی بیشتر، کرنش محوری مقدار بسیار کمی دچار کاهش میشود.
واژههای کلیدی: سیمانی شدن، مسلحسازی با الیاف، الیاف پلیپروپیلن، الیاف پلیوینیل الکل، دانسیته نسبی، دوره عملآوری، آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده
Abstract:
There are several methods to improve soil properties that soil reinforcement and chemical stabilization are the most widely used applications. The basis of stabilization, which mainly consists of lime, cement and bitumen, is to stick particles together. Among the soil stabilization methods, reinforcement by fibers is one of the geosynthetics, which has the substantial advantages such as increasing the soil strength, preventing from weak planes formation in soil mass, and avoiding complicated calculations. The investigations have shown that cement stabilization causes increase in strength and stiffness. Furthermore, using the fibers in cemented sand decreases the stiffness of specimens and it can increase the ultimate loading strength, shearing strength, ductility, and energy absorption potential.
In the present research, mechanical behavior of cemented sand reinforced by fibers, has been investigated using unconfined compressive strength test. For this purpose, poorly graded sand from Babolsar City was cemented using 2, 4, 6, and 8 percent cement (type 1-525, according to Iranian Standard) and also reinforced by two types of fibers (0, 0.5 and 1 percent) including polypropylene (PP) and polyvinyl alcohol (PVA). All specimens were compacted by 50 and 70 percent relative densities, and cured for three and seven days in a humid room. Then, unconfined compression test was carried out for all specimens.
The result of unconfined compressive strength tests shows that by adding cement, the strength of sand increases. Adding fiber to cemented sand increases the growth rate strength as well. Moreover, adding both types of fibers could increase the strength and its growth rate. By using cement and fiber together, the highest value of strength is achieved. Generally, using polypropylene fibers cause more strength increase in comparison with polyvinyl alcohol fibers. Additionally, when relative density increases from 50% to 70%, strength of all specimens increase respectively, while this increase has been noticeable in specimens containing more cement, and no remarkable increase was observed in other specimens. In specimens containing merely cement as stabilizer, by increasing relative density from 50% to 70%, there was a slight increase in strength growth rate, which is not noticeable. Meanwhile, comparing curing periods of three and seven days for both 50% and 70% relative density, strength of specimens cured for seven days was higher than specimens cured for three days which this phenomenon increased by adding more cement.
Generally the results of unconfined compressive strength test regarding strain of specimens show that when percentage of fiber is constant in cemented specimens containing different percentages of cements, by adding percentage of cement and curing period from three to seven, the axial strain decreases slightly. In general, by increasing the fiber percentage in specimens, axial strain increases. Meanwhile, using polypropylene fibers had more influence on axial strain compared with polyvinyl alcohol fibers. Moreover, when percentage of fiber is constant and other parameters (including cement addition, increasing curing period and compaction of specimens with higher relative density) are variable, axial strain decreases slightly.
Keywords: Cementation, Reinforcement by fibers, Polypropylene fibers, Polyvinyl alcohol fibers, Relative density, Curing period, Unconfined compressive strength test.
سعید خدابنده لو
تحصیلات:
ü لیسانس عمران – عمران دانشگاه بوعلی سینا
ü دانشجوی فوق لیسانس عمران گرایش خاک و پی دانشگاه بوعلی سینا
پروژه ها و سوابق اجرایی
ü طراحی و اجرای بیش از 20 هزار متر مربع سازه با سیستمهای نوین دال مجوف یوبوت و پیشتنیده
ü همکاری در مشارکت ساخت مجتمع مسکونی 6.5 طبقه به صورت سازه بتنی و با سقف تیرچه و بلوک
ü همکاری در مشارکت ساخت مجتمع مسکونی 6.5 طبقه به صورت سازه فلزی با سقف کامپوزیت
ü همکاری در اجرای پروژه ساخت مدرسه سه کلاسه روستای نوار رزن از توابع شهرستان همدان به صورت سازه بتنی و با سقف تیرچه و بلوک
ü حضور در پروژه بزرگ مصلی همدان به صورت کارآموزی
ü جدول گذاری روستای آجین
ü بهسازی روستای ابرو (شامل اجرای جوی آب، کانال سنگی، دیوار چینی، دال بتنی روی رودخانه، جدول گذاری و پیاده رو سازی)
فعالیت های آزمایشگاهی و علمی و پژوهشی:
ü ارائه پایان نامه تخصصی دوره کارشناسی با موضوع تاثیر خاکستر بادی و دوده سیلیسی بر خود ترمیمی بتن با اندازه گیری مقاومت فشاری و الکتریکی
ü ارائه شفاهی و چاپ مقاله فوق و اخذ گواهینامه آن در پنجمین کنفرانس ملی بتن ایران
دوره های آموزشی
ü شرکت در دوره و اخذ گواهینامه مهارت دوره تحلیلگر و طراح سازه های سه بعدی با برنامه Etabs از سازمان فنی و حرفه ای
ü شرکت در دوره و اخذ گواهینامه مهارت دوره تحلیلگر و طراح پی با برنامه Safe از سازمان فنی و حرفه ای
ü شرکت در دوره و اخذ گواهینامه مهارت دوره بارگذاری زلزله بر اساس آیین نامه 2800 زلزله از سازمان فنی و حرفه ای
ü شرکت در دوره ها و اخذ گواهینامه های مهارت بازرسی جوش شامل VT، PT، MT و UT از سازمان فنی و حرفه ای
ü شرکت در دوره ها و اخذ گواهینامه های بین المللی مهارت بازرسی جوش شامل VT ازCWI و EN، PT، UT و RTi از ASNT
عضویت های سازمانی
ü عضو ASCE (انجمن مهندسین عمران آمریکا)
ü عضو IWNT (انجمن جوشکاری ایران) و دارای کارت عضویت
ü عضو انجمن بتن ایران و دارای کارت عضویت
ü عضو سابق ASME (انجمن مهندسین مکانیک آمریکا) و دارای کارت و گواهینامه عضویت