بررسی تاثیر طول و درصد وزنی الیاف بر مقاومت برشی خاک تثبیت شده با الیاف مصنوعی با توزیع تصادفی

در بسیاری از پروژه­های ساختمانی و راه­سازی، خاک محل دارای خواص مهندسی مورد نیاز مانند مقاومت برشی یا سختی کافی نبوده و نیاز به اصلاح و بهبود مشخصات آن دارد. روشهای مختلف مکانیکی و شیمیایی برای تثبیت خاک وجود دارند که استفاده از المانهای مسلح کننده مانند ژئوتکستایل­ها، ژئوگریدها و الیافهای طبیعی یا مصنوعی از روشهای تثبیت مکانیکی خاک می باشد. در دهههای اخیر، استفاده از الیافهای مصنوعی منفصل با توزیع تصادفی برای بهبود خواص مکانیکی خاک، به­دلیل سهولت استفاده از این الیافها، هزینه­های کم تولید و زمان کوتاه اجرا متداول گردیده است. در این تحقیق، مقاومت برشی ماسه سیلت­دار تثبیت شده با الیاف مصنوعی منفصل شیشه با توزیع تصادفی به­صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. تمرکز این تحقیق بیشتر روی تاثیر طول و درصد وزنی الیاف بر پارامترهای مقاومتی خاک شامل چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی بوده است. نمونههای خاک تثبیت شده با الیاف به طول­های ۵، ۱۰، ۲۰ و ۳۰ میلی­متر با درصدهای وزنی ۱/۰، ۲/۰، ۳/۰، ۴/۰، ۵/۰ و ۶/۰ در ۲۸ حالت مختلف تهیه شده و مقاومت برشی آنها با استفاده از دستگاه برش مستقیم تعیین گردیده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که افزودن الیاف باعث افزایش مقاومت برشی خاک می گردد. افزایش مقاومت برشی خاک اصلاح شده با الیاف مصنوعی در اثر افزایش چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی خاک بوده است. با افزایش درصد وزنی و طول الیاف، ابتدا مقاومت برشی خاک افزایش یافته و سپس کاهش می یابد. ولی در هر حال، مقاومت  برشی خاک تثبیت شده بیشتر از خاک غیر مسلح می باشد. مقادیر زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی خاک در شرایط بهینه به ترتیب حدود ۳۰ و ۴۰ درصد افزایش داشته است. با توجه به نتایج آزمایش­ها، مقدار بهینه درصد وزنی الیاف ۴/۰ درصد و طول بهینه آنها ۱۰ میلی­متر بوده است.

کلیدواژه ها:

اصلاح خاک ، الیاف مصنوعی شیشه ، مقاومت برشی ، برش مستقیم