مشخصات مقاومتی بستر رسی با خصوصیات خمیری بالای تثبیت شده با سرباره کوره ذوب آهن، خاکستربادی و دیاتومیت

میرزایی, کوروش; غنی زاده, علیرضا; بختیاری, سمیه

doi:10.22091/cer.2021.6858.1241

	مشخصات مقاومتی بستر رسی با خصوصیات خمیری بالای تثبیت شده با سرباره کوره ذوب آهن، خاکستربادی و دیاتومیت
پژوهش های زیرساخت های عمرانی
دوره 6، شماره 2 - شماره پیاپی 11، اسفند 1399، صفحه 67-78 اصل مقاله (2.16 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22091/cer.2021.6858.1241
نویسندگان
کوروش میرزایی¹؛ علیرضا غنی زاده^* ²؛ سمیه بختیاری³
¹دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سیرجان
²دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران
³استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران
چکیده
خاک رس با خصوصیات خمیری بالا یکی از انواع خاک‌هایی است که در اکثر نقاط ایران یافت می‌شود. این خاک به‌عنوان یک خاک مسئله‌دار شناخته‌شده و جهت استفاده از این خاک در زیرساخت‌های حمل و نقل نیاز به بهسازی و اصلاح مشخصات آن است. هدف این تحقیق ارزیابی مشخصات مقاومتی خاک رس تثبیت شده با ضایعات صنعتی است که علاوه بر تثبیت خاک، به دلیل استفاده از ضایعات صنعتی دارای مزایای زیست محیطی نیز می‌باشد. در این تحقیق از سرباره کوره ذوب آهن، خاکستربادی و دیاتومیت به‌عنوان تثبیت‌کننده خاک رس استفاده‌ شده است. تثبیت با استفاده از سرباره کوره ذوب آهن، خاکستربادی و دیاتومیت با درصد‌های 10، 20 و 30 درصد وزنی خشک خاک انجام شد و نمونه‌ها در درصد رطوبت بهینه متراکم شدند. در تحقیق حاضر از آزمایش‌های تراکم و مقاومت فشاری محدودنشده (UCS) جهت مقایسه پارامترهای مقاومتی خاک قبل و بعد از تثبیت استفاده ‌شد. نتایج به دست آمده نشان دادند که سرباره به عنوان تثبیت کننده نسبت به خاکستربادی و دیاتومیت عملکرد بسیار مناسبتری داشته است. نمونه تثبیت شده با 10 درصد سرباره با رسیدن به مقاومت 16/2 مگاپاسگال نسبت به سایر نمونه‌های تثبیت شده عملکرد بهتری داشت و نمونه بهینه است. این نمونه نسبت به نمونه تثبیت نشده خاک رس 92/3 برابر افزایش مقاومت داشته است. نمونه‌های تثبیت شده با 30 درصد خاکستربادی و 30 درصد دیاتومیت نیز با رسیدن به مقاومت‌های 9/0 و 03/1 مگاپاسگالی توانستند به ترتیب نسبت به نمونه تثبیت نشده 49 و 88 درصد افزایش مقاومت از خود نشان ‌دهند.
کلیدواژه‌ها
تثبیت خاک رس؛ مقاومت فشاری تک‌محوری؛ مقاومت کششی؛ سرباره کوره ذوب آهن؛ دیاتومیت
عنوان مقاله [English]
Strength Characteristics of High Plasticity Clay Sub-grade Soil Stabilized with Ground Granulated Blast Furnas Slag, Fly-Ash and Diatomite
نویسندگان [English]
Kourosh Mirzaei¹؛ Ali Reza Ghanizadeh²؛ Somayeh Bakhtiari³
¹M.S Student, Department of Civil Engineering, Sirjan University of Technology, Sirjan
²Associate Professor at Faculty of Civil and Environmental Engineering, Sirjan University of Technology, Sirjan, Iran.
³Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Sirjan University of Technology, Sirjan
چکیده [English]
High plasticity clay soil is one of the soils that can be found in most regions of Iran. This soil is known as a problematic soil and as subgrade soil for transportation infrastructures, its characteristics must be improved. The purpose of this study is to evaluate the strength characteristics of high plasticity clay soil stabilized with industrial waste, which in addition to soil stabilization, also has environmental benefits. In this research, steel furnace slag, fly ash and diatomite have been used as stabilizer agents. Stabilization was performed using with 10, 20 and 30% of stabilizer agents by dry weight of soil and samples were compacted at optimum moisture content. In the present study, compaction as well as unconfined compressive strength (UCS) were conducted to compare the strength parameters of soil before and after stabilization. The results showed that the steel furnace slag had a much better performance as a stabilizer than fly ash and diatomite. Samples stabilized with 10% of steel furnace slag with a UCS of 2.16 MPa has a better performance in comparison with other stabilized samples and is the optimum sample. This sample shows a 3.92 times increase in UCS compared to the untreated clay soil. Treated samples with 30% of fly ash and 30% of diatomite with UCS of 0.9 and 1.03 MPa, show 49% and 88% increase in UCS compared to untreated samples, respectively.
کلیدواژه‌ها [English]
Keywords: Clay Soil Stabilization, Unconfined Compressive Strength, Tensile Strength, Ground Granulate Blast Furnace Slag, Diato-mite
سایر فایل های مرتبط با مقاله CER-2104-1241 (R1)-en.pdf
مراجع
[1] Indiramma, P., Sudharani, C., & Needhidasan, S. (2020). “Utilization of fly ash and lime to stabilize the ex-pansive soil and to sustain pollution free environment–An experimental study”, Materials Today: Proceedings, 22, 694-700. [2] Kamali. B. (2007). Effect of palm fiber filaments on soil resistance parameters (C and Փ) in sloping surfac-es. Ms Thesis, Shahid Bahonar University. [3] Abedi. M. (2013). The effect of geogrids on soils modified with lime. Ms Thesis, University of Industrial and Advanced Technology Kerman. [4] Adhikari, S. (2017). Mechanical properties of soil-RAP-geopolymer for the stabilization of road base/subbase. University of Louisiana at Lafayette, ProQuest Dissertations Publishing. [5] Kumar Sharma, A., & Sivapullaiah, P. V. (2012). “Improvement of strength of expansive soil with waste granulated blast furnace slag”, In GeoCongress 2012: State of the Art and Practice in Geotechnical Engineer-ing, 3920-3928. [6] Rajasekaran, G. (2005). “Sulphate attack and ettringite formation in the lime and cement stabilized marine clays”, ocean engineering, 32(8-9), 1133-1159. [7] Yadu, L., & Tripathi, R. K. (2013). “Effects of granulated blast furnace slag in the engineering behaviour of stabilized soft soil”, Procedia Engineering, 51, 125-131. [8] Prasad, C. R. V., & Sharma, R. K. (2014). “Influence of sand and fly ash on clayey soil stabilization”, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, 334, 36-40. [9] Sharma, A. K., & Sivapullaiah, P. V. (2016). “Ground granulated blast furnace slag amended fly ash as an expansive soil stabilizer”, Soils and Foundations, 56(2), 205-212. [10] Sharma, R. K., & Hymavathi, J. (2016). “Effect of fly ash, construction demolition waste and lime on ge-otechnical characteristics of a clayey soil: a comparative study”, Environmental Earth Sciences, 75(5), 377. [11] Indiramma, P., & Sudharani, C. H. (2017). “Scanning electron microscope analysis of fly ash, quarry dust stabilized soil”, In International Congress and Exhibition Sustainable Civil Infrastructures: Innovative Infra-structure Geotechnology, Springer, Cham, 284-296. [12] Mahedi, M., Cetin, B., & White, D. J. (2018). “Performance evaluation of cement and slag stabilized ex-pansive soils”, Transportation Research Record, 2672(52), 164-173. [13] Xu, B., & Yi, Y. (2019). “Soft clay stabilization using ladle slag-ground granulated blastfurnace slag blend”, Applied Clay Science, 178, 1-6. [14] Veena, R. S., Pujeri, R. V., & Indiramma, M. (2019). “A cost-effective 2-tier security paradigm to safeguard cloud data with faster authentication”, International Journal of Electrical and Computer Engineering, 9(5), 33-38. [15] Preetham, H. K., Nayak, S., & Surya, E. V. (2019). “Experimental investigation on the stabilization of soft clay using granulated blast furnace slag”, Materials Science and Engineering, 561, 1-7. [16] Mina, E., Kusuma, R. I., & Ulfah, N. (2019). “Utilization of steel slag and fly ash in soil stabilization and their effect to california bearing ratio (CBR) value”, Materials Science and Engineering, 673(1), 1-8. [17] Mozejko, C. A., & Francisca, F. M. (2020). “Enhanced mechanical behavior of compacted clayey silts stabilized by reusing steel slag”, Construction and Building Materials, 239, 1-10. [18] Chethan, B. A., & Shankar, A. R. (2021). “Strength and Durability Characteristics of Cement and Class F Fly Ash-Treated Black Cotton Soil”, Indian Geotechnical Journal, 110, 1-13.‏ [19] Abdila, S. R., Abdullah, M. M. A. B., Tahir, M. F. M., Ahmad, R., & Isradi, M. (2020). “Characterization of Fly ash and Ground Granulated Blast Slag for Soil Stabilization Application Using Geopolymerization Method”, Materials Science and Engineering, 389, 1-9. [20] Shalabi, F. I., Asi, I. M., & Qasrawi, H. Y. (2017). “Effect of by-product steel slag on the engineering proper-ties of clay soils”, Journal of King Saud University-Engineering Sciences, 29, 394-399.‏ [21] Saride, S., & Dutta, T. T. (2016). “Effect of fly-ash stabilization on stiffness modulus degradation of ex-pansive clays”, Journal of Materials in Civil Engineering, 28, 1-12. [22] Neeraja, D., & Rao Narsimha, A. V. (2010). “Use of certain admixtures in the construction of pavement on expansive clayey subgrade”, International Journal of Engineering Science and Technology, 2, 6108-6114.‏ [23] Wild, S., Kinuthia, J. M., Robinson, R. B., & Humphreys, I. (1996). “Effects of ground granulated blast fur-nace slag (GGBS) on the strength and swelling properties of lime-stabilized kaolinite in the presence of sulphates”, Clay Minerals, 31, 423-433. [24] Ghanizadeh, A. R., Yarmahmoudi, A., & Abbaslou, H. (2020). “Mechanical Properties of Low Plasticity Clay Soil Stabilized with Iron Ore Mine Tailing and Portland Cement”, Journal of Mining and Environment, 11, 837-853.‏ [25] Biswal, D. R., Sahoo, U. C., & Dash, S. R. (2017). “Strength and stiffness studies of cement stabilized gran-ular lateritic soil. In International Congress and Exhibition”, Sustainable Civil Infrastructures: Innovative In-frastructure Geotechnology, Springer, Cham, 320-336.
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,007 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 528

سامانه مدیریت نشریات علمی دانشگاه قم

مشخصات مقاومتی بستر رسی با خصوصیات خمیری بالای تثبیت شده با سرباره کوره ذوب آهن، خاکستربادی و دیاتومیت