1-4-2- بارگذاری………………………………………………………… 4
1-4-2-1- آهنگ ثابت نشست………………………………………… 5
1-4-2-2- بارگذاری پله ای……………………………………………….5
1-4-2-3- بارگذاری تناوبی……………………………………………… 5
1-4-2-4- بارگذاری مستقیم طراحی……………………………………6
1-4-2-5- بارگذاری برای خزش…………………………………………. 6
1-4-3- باربرداری…………………………………………………………. 6
1-5- تفسیر نتایج……………………………………………………….. 6
1-5-2- تعمیم نتایج آزمایش…………………………………………… 8
1-5-2-1- ظرفیت باربری مجاز ………………………………………….8
1-5-2-2- ضریب عکس العمل بستر…………………………………. 9
1-5-2-3- تعیین مقدار نشست پی…………………………………..10
فصل 2 …………………………………………………………………. 11
2-1- بررسی تاثیر آهک بر ویژگیهای مهندسی خاک های رسی…12
2-2- بررسی تاثیر سیمان بر ویژگهای مهندسی خاکهای رسی….15
2-2-1- واکنش های تثبیت کننده های سیمانی………………….. 15
2-2-1-1- ‏واکنش تبادل یونی………………………………………… 16
2-2-1-2- ‏واکنش پوزولانی…………………………………………… 16
2-2-1-3- واکنش هیدراسیون…………………………………………‏ 17
2-2-2- تاثیر کوتاه مدت تثبیت کننده های سیمانی……………….‏ 17
2-2-2-1 بهبود دانه بندی……………………………………………….17
2-2-2-2- افزایش مقاومت آنی………………………………………… 18
2-2-2-3- اصلاح خصوصیات تورمی……………………………………. 18
2-2-3- تاثیر دراز مدت تثبیت کننده های سیمانی…………………. ‏ 19
2-2-3-1- افزایش مقاومت دراز مدت………………………………….. 19
2-2-3-2- افزایش مدول الاستیسیته…………………………………. 20
2-3- ملات باتارد………………………………………………………… 20
2-4- کاربرد ژئوگرید در بهبود ویژگی خاکهای رسی………………….. 25
2-4-1- ژئوگریدها………………………………………………………… 26
2-4-2- کاربردژئوگریدها…………………………………………………. 28
2-4-3- خواص فیزیکی ژئوگریدها……………………………………… 29
2-4-4- مزیت های خاک مسلح ژئوگریدی………………………………30
2-4-5- بررسی تحقیقات صورت گرفته بر تاثیر استفاده از ژئوگرید در تسلیح خاک های رسی…..31
فصل 3……………………………………………………………………… 38
3-1 مقدمه…………………………………………………………………39
3-2- مشخصات مصالح……………………………………………………39
3-2-1- آزمایش دانه بندی……………………………………………….. 40
3-2-2- آزمایش حدود روانی و خمیری…………………………………. 40
3-2-3- آزمایش چگالی ویژه……………………………………………..41
3-2-4- آزمایش تراکم…………………………………………………….41
3-3- مشخصات آهک………………………………………………….. 43
3-4- مشخصات سیمان……………………………………………… 43
3-5- مشخصات ژئوگرید…………………………………………………44
3-5-1- ژئوگریدهای یکپارچه تزریقی…………………………………… 45
3-6- نحوه آماده سازی نمونه های مورد آزمایش…………………….. 47
3-6-1- آماده سازی نمونه تثبیت شده به آهک………………………..47
3-6-2- آماده سازی نمونه تثبیت شده به آهک-سیمان- ژئوگرید….51
فصل 4……………………………………………………………………. 59
4-1- مقدمه……………………………………………………………….60
4-2- 4آماده سازی آزمایش……………………………………………..60
4-2-1- پیش نیازها…………………………………………………….. 60
4-2-2- آماده سازی محل آزمایش……………………………………. 60
4-3- انجام آزمایش بارگذاری صفحه…………………………………… 60
4-3-1- پیش بارگذاری…………………………………………………… 60
4-3-2- بارگذاری…………………………………………………………. 61
4-3-2-1- آهنگ ثابت نشست………………………………………….61
4-3-2-2- بارگذاری پله ای………………………………………………61
4-3-2-3- بارگذاری تناوبی   ……………………………………………..61
4-3-2-4- بارگذاری مستقیم طراحی………………………………… 62
4-3-2-5- بارگذاری برای خزش……………………………………….. 62
4-3-3- باربرداری………………………………………………………. 62
4-3-4- اجرای آزمایشات در سایت…………………………………… 62
4-3-5- تفسیر نتایج آزمایشات………………………………………. 65
فصل 5……………………………………………………………………73
5-1- نتیجه گیری……………………………………………………… 74
5-2- پیشنهادات……………………………………………………….. 74
فهرست منابع ………………………………………………………… 76
چکیده:
از گذشته تا به حال یکی از روش‌های بسیار اقتصادی جهت بهبود خواص مکانیکی خاک‌های رسی، تثبیت ‏به وسیله‌ی مواد افزودنی همچون آهک و سیمان در پروژه های عمرانی همچون راه سازی و تحکیم بستر ‏ساختمان‌ها بوده است. همچنین با گذشت زمان و به وجود آمدن مصالح مصنوعی و پلیمری همچون ‏ژئوسنتتیک ها و ترکیب آنها با سیمان و آهک در چند دهه اخیر این‌گونه مصالح نیز به کمک آمده و موجب بهبود هرچه بیشتر پارامترهای مقاومتی خاک ‏شده اند و دلیل آن این است که افزودن آهک به خاک رس، رفتار خاک از حالت انعطاف ‏پذیر‏‎(ductile) ‎به ترد و شکننده‎ (brittle) ‎تغییرخواهد کرد و این در حالی است که با افزودن درصدی ‏سیمان و استفاده از ژئوسنتتیک ها در بین لایه های خاک تثبیت شده می‌توان رفتار خاک را انعطاف پذیر ‏در نظر گرفت. همچنین با توجه به تحقیقات صورت گرفته، استفاده از ژئوسنتتیک ها موجب افزایش ‏ظرفیت باربری لایه ی تثبیت یافته در شالوده های با ابعاد مختلف خواهد شد. در این شرایط ‏با انجام آزمایش بارگذاری صفحه که با استفاده از یک صفحه کوچک و تعمیم نتایج می توان ویژگیهای ‏مورد نظر را به دست آورد. با توجه به مطالعات اولیه ای که انجام شده است ‏ابعاد صفحه ی بارگذاری و همچنین ضخامت لایه ی تثبیت یافته در نتایج به دست آمده موثر خواهند بود. ‏
اما در این پژوهش به بررسی تاثیر افزودنی: آهک، سیمان و ژئوسنتتیک هایی همچون ژئوگرید و ترکیب ‏آنها بر ویژگی‌هایی همچون رفتار تنش-کرنش، مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته، ضریب عکس‌العمل و ‏میزان نشست پذیری خاک رسی با استفاده از آزمون‌های مختلف آزمایشگاهی و درجا (با تکیه بر آزمایش ‏بارگذاری صفحه) خواهیم پرداخت.
کلیات تحقیق:
احداث سازه های مختلف عمرانی روی خاکهای ضعیف یا نرم، غالبا امری اجتناب ناپذیر است. در ‏این شرایط انتخاب روش های مناسب جهت بهبود خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک ضروری ‏است.‏
یکی از این روش ها، تثبیت خاک با استفاده از انواع مواد افزدونی همچون: آهک، سیمان و انواع ‏مصالح ژئوسنتتیکی همانند:ژئوگرید و ژئوتکستایل می باشد.‏
سابقه استفاده از آهک به دوران باستان بر می گردد و یکی از ابتدایی ترین روش ها است که در آن آهک با خاک به شکل اکسید کلسیم و یا هیدروکسید کلسیم مخلوط شده و در، درصد رطوبت ‏بهینه متراکم می گردد. در این شرایط بنا به تحقیقات بسیار گسترده ای که در گذشته صورت ‏گرفته بسیاری از خواص ژئومکانیکی خاک رس بهبود می یابد که از این بین می توان به: افزایش ‏مقاومت تک محوری و ظرفیت باربری کالیفرنیا و در نتیجه افزایش ظرفیت باربری، کاهش دامنه ‏خمیری و همچنین کاهش چمشگیر قابلیت تورم و لیکن افزایش تردی و شکنندگی خاک نام برد. ‏افزایش تردی در مناطق لرزه خیز ، به دلیل تولید موج برشی و شکست خاک تثبیت شده مخاطراتی ‏را برای سازه ایجاد خواهد کرد به همین دلیل با پیشرفت تکنولوژی و تولید مصالحی همچون ‏سیمان استفاده از ترکیب هر دو افزودنی و یا استفاده از سیمان روز به روز افزایش یافت. اولین ‏خاک تثبیت شده سیمانی در سال 1935 در راهی واقع در جنوب کالیفرنیا بود که تاکنون قابل ‏استفاده بوده و سرویس دهی می کند. دلایل اصلی استفاده از سیمان در تثبیت، موثر بودن آن در ‏مواجه با خاک هایی با خصوصیات مختلف، دسترسی آسان، سادگی و سهولت استفاده از آن در ‏زمینه های اجرا و صرفه جویی در هزینه هاست. ‏