بررسی تاثیر سرعتِ کرنش و رطوبت بر مقاومت کششی مستقیم خاک های رسی تثبیت شده با بنتونیت، آهک و سیمان

رفتار کششی مصالح خاکی، نقش مهمی در کاربردهای مهندسی ایفا می کند. لایه های متراکم خاک، از جمله در سدهای خاکی و پوشش های رسی می توانند از ترک های ناشی از گسیختگی کششی متحمل آسیب شوند. در این مطالعه به بررسی مقاومت کششی خاک‌های رسی و تثبیت‌شده با استفاده از یک دستگاه جدید آزمایش کشش مستقیم خاک می‌پردازیم. دستگاه مذکور، که برای انواع خاک‌های متراکم، سخت، اشباع و نرم تا سفتی متوسط قابل استفاده است، توسعه یافته و روش انجام آزمایش‌ها با آن تشریح شده است. نمونه‌های خاک در قالب‌های ویژه آماده شده و به دستگاه منتقل شدند. نتایج آزمایش‌ها نشان‌دهنده تکرارپذیری و دقت بالای دستگاه بود. تاثیر نرخ کرنش (از0.06 تا 1.44 میلی‌متر در دقیقه)، میزان رطوبت (15درصد تا 24 درصد) و دانسیته خشک بر مقاومت کششی خاک مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، اثر افزودن بنتونیت (پنج درصد ، 10 درصد و 15 درصد)، آهک (دو درصد ، چهار درصد و شش درصد) و ترکیب سیمان و آهک (با درصدهای وزنی مختلف) بر مقاومت کششی خاک مطالعه شد. نتایج نشان داد که با افزایش درصد بنتونیت، آهک و سیمان، مقاومت کششی خاک به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. به ویژه، ترکیب سیمان و آهک با نسبت‌های مختلف باعث بهبود 37 درصد در مقاومت کششی خاک شد.

investigation of the effect of strain rate and moisture on the direct tensile strength of clay soils stabilized with bentonite, lime, and cement

in civil engineering projects, we often encounter soils that naturally do not possess the required load-bearing capacity during construction and operation (naeini et al., 2012, indiramma et al., 2020). the mechanical properties of clay soils can change drastically when exposed to moisture (hosseinpour babaei et al., 2023). suggested solutions for improving the soil at the project site include soil stabilization (causarano, 1993; tang et al., 2015, adhikari, 2017). without adequate tensile strength, soil is prone to sliding and failure, leading to potential damage and safety hazards (he et al., 2018; kim hwang, 2003). developing a suitable method for determining soil tensile strength in the laboratory is necessary. in the past, the tensile strength of soils was generally considered negligible. due to the importance of soil tensile strength, it has been studied using direct tensile tests, brazilian tensile tests, bending tests, and double punch tests (wei et al., 2022; zhou et al., 2016). xiu et al. (2021) investigated the uniaxial strength of five tailing samples using five different loading rates (0.1, 0.25, 0.5, 1, 2 mm/min) and found that increasing the loading rate within that range had an increasing effect on uniaxial strength, and the relationship between them conformed to an exponential function. these results were confirmed by previous findings (cao et al., 2019; wisetsaen et al., 2015). chen et al. (2020) evaluated the effect of adding xanthan gum to sandy soil. their results showed that 2% xanthan gum increased the tensile strength of the sand to 400 kpa by enhancing contact bonding and adhesion. dagar cokca (2021) found that the ratio of direct tensile strength to indirect tensile strength to uniaxial compressive strength was 1.9 and 2, respectively. they also found that the ratio of indirect tensile (splitting) strength to uniaxial compressive strength was 0.4. this study focused on evaluating factors influencing the tensile strength of soil and investigating the effects of soil stabilization using lime and cement on soil tensile strength. the experiments were conducted using a direct tensile testing apparatus specifically designed for this purpose.