مقایسه مدول برجهندگی خاک طبیعی و اصلاح‌شده با آهک به عنوان اساس و زیراساس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران

2 استاد، دانشکده عمران دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

3 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده عمران دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

چکیده

با توجه به کاهش شدید بودجه‌های عمرانی و راه‌سازی، لزوم استفاده از خاک محلی به عنوان اساس و زیراساس به عنوان راهکاری برای کاهش هزینه نهایی پروژه‌ها احساس می‌شود. لذا این تحقیق به بررسی و مشخصات خاک اساس اصلاح‌نشده و اصلاح‌شده با 3 درصد آهک شامل مقاومت های فشاری تک‌محوری و برزیلی و مدول برجهندگی در مدت‌های عمل‌آوری مختلف و همچنین بعد از انجام آزمایش‌های سیکل‌های تر و خشک شدن و ذوب و یخبندان می‌پردازد. نمونه‌های تک‌محوری و برزیلی با قطر cm 1/101 و ارتفاع cm11 در 3 لایه با ضخامت یکسان و دانستیه خشکg/cm3 2/2 و رطوبت اولیه 6% و 8% ساخته شدند. نتایج نشان می‌دهد که افزودن آهک به طور قابل ملاحظه‌ای مقادیر CBR و مقاومت برشی خاک را افزایش می‌دهد. اصلاح خاک با آهک مقاومت آن در برابر چرخه‌های تر-خشک بهبود می‌بخشد، اما در برابر چرخه‌های ذوب-یخبندان مناسب نمی‌باشد. همچنین براساس آزمایش‌های تعیین مدول برجهندگی، مقایسه تعیین ارتباط مقادیر CBR خاک اصلاح‌نشده و اصلاح‌شده با آهک تحت شرایط آب و هوایی گرم-خشک انجام شد. نتایج نشان داد مقادیر مدول برجهندگی خاک اصلاح‌نشده خشک و خاک اصلاح‌شده با آهک با هم برابر هستند. مقدار CBR (حداکثر مقدار براساس برای نفوذ mm 5/2 یا mm 5) در خاک اصلاح‌نشده برابر مقدار نظیر برای نفوذ mm 25/1 در خاک اصلاح‌شده با آهک است. لذا برای اهداف طراحی توصیه می‌شود برای خاک اصلاح‌شده با آهک از روابط همبستگی مدول برجهندگی و مقادیر CBR برای نفوذ mm 25/1 استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison the resilient modulus behavior of untreated and treated soil by lime as base and subbase

نویسندگان [English]

  • Ata Aghaei Araei 1
  • Mahmod Ghazavi 2
  • Farshad Lashani Zand 3
1 Associate Professor, Road, Housing and Urban Development Research Center, Tehran, Iran.
2 Professor, Department of Civil Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran.
3 M.Sc., Grad., Department of Civil Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Due to the sharp reduction in budget of civil projects and road construction, the need to use local soil as the base is felt as a way to reduce the final cost of projects. Therefore, this research examines the characteristics of untreated and treated base soil with 3% lime, including uniaxial compressive strengths and indirect tension (Brazilian) test and resilient modulus with different curing times, as well as after performing tests of wet -dry cycles and freezing- thawing. Uniaxial and Brazilian samples with a diameter of 10.1 cm and a height of 11 cm were made in 3 layers with the same thickness and dry density of 2.2 g/cm3 and initial moisture of 6% and 8%. The results show that the addition of lime significantly increases the CBR values and shear strength of the soil. Soil treatment with lime improves its resistance against wetting-drying cycles, but it is not suitable against freezing- thawing cycles. Also, based on the tests to determine the resilience modulus, a comparison was made to determine the relationship between CBR values of untreated and treated soil with lime under hot-dry weather conditions. The results showed that the modulus values of dry untreated soil and lime treated soil are equal. The CBR value (maximum value based on penetration of 2.5 mm or 5 mm) in untreated soil is equal to the same value for penetration of 1.25 mm in lime treated soil. Therefore, for design purposes, it is recommended to use correlation relations of resilience modulus and CBR values for penetration of 1.25 mm for soil treated by lime.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Treated Base
  • Lime
  • Resilience Modulus
  • Curing
-آقایی آرایی، ع.، همکاران، (1400)، "ارایه مشخصات فنی خاک اساس اصلاح‌شده با آهک و سیمان، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، شماره نشر: گ-964، چاپ اول.
-آقایی آرایی و همکاران ع.، (1399)، "بررسی تاثیر ماده افزودنی پلیمری-معدنی نیکوفلاک بر روی خاک اصلاح شده با سیمان به عنوان مصالح راه و باند فرودگاه"، کارفرما، پامکو.
 
-هاشمی‌طباطبایی، س.، سلامت، ا.س.، آقایی آرایی، ع.، (1397)، "مقایسه ویژگی‌های رفتاری خاک­رسی عمل‌آوری شده با آهک و نانو پلیمر"، مرکز تحقیقات راه مسکن و شهرسازی.
           -معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس‌جمهور، (1390)، نشریه 234، "آیین‌نامه‌ طراحی روسازی­های آسفالتی ایران"، تجدید نظر اول.
-          Aghaei Araei, A.,Kalantari, F., Ghalandarzadeh, A., Shahnazari, H., Attarchian, N., Rahmani, I., (2021), "Guideline for test and analysis of static, dynamic and cyclic strength triaxial tests (overview of archived experiments from 300 tests conducted at BHRC", Research report, BHRC Publication No. 918.
-Andavan, S. and V.K. Pagadala, (2020), "A study on soil stabilization by addition of fly ash and lime", Materials Today: Proceedings, 22, pp. 1125-1129.
-Aghaei Araei, A. Salamat, A.S., Hashemi Tabatabaei, S., Hasni, H., (2022), "Comparison of clayey soil characteristics treated with lime and water base nano-polymer", International journal of mining and Geo-Engineering, IJMGE-202002-594842, Accepted paper.
-Abu-Farsakh, M., Dhakal, S., & Chen, Q., (2015), "Laboratory characterization of cementitiously treated/stabilized very weak subgrade soil under cyclic loading", 55(3),
pp. 504-516.
-Bhuvaneshwari, S., Robinson, R. G., & Gandhi, S. R., (2019), "Resilient Modulus of -Lime Treated Expansive Soil", 37(1),
pp. 305-315.
-Bhuvaneshwari, S., Robinson, R. G., & Gandhi, S. R., (2019), "Resilient modulus of lime treated expansive soil", Geotechnical and Geological Engineering, 37(1), pp.305-315.
-Bell, F., (1988), "Stabilisation and treatment of clay soils with lime", Part 1-basic principles. Ground engineering, 21(1).
-He, S., Yu, X., Gautam, S., Puppala, A. J., & Patil, U. D., (2018), "Resilient modulus of liquid chemical-treated expansive soils", In GeoShanghai International Conference,
pp. 114-120, Springer, Singapore.
-He, S., Yu, X., Gautam, S., Puppala, A. J., & Patil, U. D., (2018), "Resilient Modulus of Liquid Chemical-Treated Expansive Soils", in GeoShanghai International Conference. Springer.
-Jahandari, S., et al., (2019), "Effects of saturation degrees, freezing-thawing", and curing on geotechnical properties of lime and lime-cement concretes, Cold Regions Science and Technology, 160, pp. 242-251.
-James, J., (2020), "Sugarcane press mud modification of expansive soil stabilized at optimum lime content: Strength, mineralogy and microstructural investigation", Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering.
-Jitha, P., B.S. Kumar, and S. Raghunath, (2020), "Strength development and masonry properties of geopolymer stabilised soil-LPC (lime-pozzolana cement) mixes", Construction and Building Materials 250, pp. 118877.
-Liu, Y., Wang, Q., Liu, S., ShangGuan, Y., Fu, H., Ma, B., Yuan, X., (2019a), "Experimental investigation of the geotechnical properties and microstructure of lime-stabilized saline soils under freeze-thaw cycling", Cold Regions Science and Technology. 161, pp. 32-42.
-Lee, W., Bohra, N. C., Altschaeffl, A. G., & White, T. D., (1997), "Resilient modulus of cohesive soils", 123(2), pp. 131-136.
-Liu, X., Zhang, X., Wang, H., & Jiang, B., (2019), "Laboratory testing and analysis of dynamic and static resilient modulus of subgrade soil under various influencing factors", Construction and Building Materials, 195, pp. 178-186.
-Little, N.D. and Nair, S., (2009), "Recommended practice for stabilization of subgrade soils and base materials, The National Academies Press, NCHRP Web-Only Document 144, Texas Transportation Institute, August.
-Mohajerani, A., B.T. Nguyen, and L.J.T.G. Glavacevic, (2016), "Estimation of resilient modulus of unbound granular materials using Clegg impact value and field stress levels", 7, pp. 115-129.
-Singh, S. and H. B. Vasaikar, (2013),  "Stabilization of black cotton soil using lime", Int. J. Sci. Res,. 4(4), p­p. 2090-2094.
-Tian, S., Tang, L., Ling, X., Li, S., Kong, X., & Zhou, G., (2019), "Experimental and analytical investigation of the dynamic behavior of granular base course materials used for China's high-speed railways subjected to freeze-thaw cycles", Cold Regions Science and Technology, 157, pp.139-148.
-Tharani, K., Selvan, G. P., Senbagam, T., & Karunakaran, G., (2021), "An experimental investigation of soil stabilization using hybrid fibre and lime", Materials Today: Proceedings.
-Zhalehjoo, N., Tolooiyan, A., Mackay, R., & Bodin, D., (2018), "The effect of instrumentation on the determination of the resilient modulus of unbound granular materials using advanced repeated load triaxial testing", 14,  pp. 190-201.
-Zumrawi, M. M., & Awad, M., (2017), "Estimation of subgrade resilient modulus from soil index properties", World Academy of Science, Engineering and Technology, 11(9), pp.816-822.