تثبیت خاک

امروزه روش‌های هوشمند در پیش‌بینی پاره‌ای از کمیت‌ها می‌توانند به عنوان ابزاری قدرتمند برای بهینه سازی مدل‌های پیش‌بینی بکار روند. در این تحقیق دو هدف، یکی مدل‌سازی مقاومت مارشال نمونه‌های تثبیت شده با امولسیون قیر و سیمان جهت زیرسازی جاده ها و دیگری بهینه یابی هزینه های اجرایی کاربرد امولسیون قیر و سیمان در تثبیت این نوع زیرسازی دنبال شده است. به این منظور 170 آزمایش بر روی نمونه‌های تثبیت شده برای آموزش شبکه عصبی- فازی انجام شده و مورد استفاده قرار گرفته اند. سپس مقاومت مارشال نمونه‌ها، توسط شبکه هوشمند عصبی - فازی مدل شده و با استفاده از الگوریتم ژنتیک هزینه های اجرایی بهینه یابی شده است. در مدل سازی انجام شده از نرم افزار MATLAB استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که با مدل پیشنهادی می‌توان تا حدود زیادی در هزینه‌های ساخت جاده‌ها صرفه‌جویی کرد.

روش های مختلفی برای تثبیت توده های طبیعی نا پایدار وجود دارد. یکی از این روش ها افزایش پارامتر های مقاومتی خاک از طریق اصلاح کاتیونی و به روش افزودن محلول اشباع آهک تحت نیروی ثقل به خاک است. این تحقیق به ارزیابی تأثیر میزان یون کلسیم مصرف شده بر مقاومت تک محوری خاک رسی تثبیت شده با محلول اشباع آهک پرداخته است. 15 نمونه خاک با شرایط یکسان آماده شد و به مدت زمان مشابه تحت جریان محلول اشباع آهک قرار گرفت. سپس در دسته های سه تایی و در محفظه مخصوصی به لحاظ رطوبت و دما در دوره های زمانی3، 7، 28 و 60 روزه، نگهداری و سپس مورد آزمایش مقاومت فشاری تک محوری قرار گرفتند. سه نمونه فقط تحت جریان نفوذ آب قرار داده شد و از نتایج آن به عنوان نمونه شاهد استفاده گردید. با اندازه گیری میزان یون کلسیم موجود در نمونه، قبل و بعد از اصلاح، میزان یون کلسیم ترکیب شده، به دست آمد. حداقل یون کلسیم لازم برای افزایش قابل توجه مقاومت خاک، برای نمونه های دسته سه روزه و معادل 32 میلی گرم در لیتر با مقاومت نظیر 180 درصد به دست آمده است. حداکثر یون کلسیم جذب شده مربوط به نمونه های با دوره عمل آوری 28 روزه است که معادل 47 میلی گرم در لیتر و حداکثر مقاومت نظیر آن، معادل افزایش 436 درصد نسبت به نمونه شاهد به دست آمده است. حداکثر مصرف در دوره تزریق 28 روزه و عدم تغییر فاحش مصرف یون کلسیم بعدازآن، نشان دهنده آستانه میزان مؤثر یون کلسیم مورد نیاز برای دست یابی به حداکثر مقاومت است. همچنین نتیجه گیری شد که مؤثرترین مدت تزریق در فرآیند افزایش مقاومت خاک با محلول اشباع آهک، 28 روز است. همچنین مشاهده شد که نمونه های با زمان عمل آوری طولانی تر و میزان کلسیم دریافت شده بیشتر، رفتاری مشابه به رفتار سنگ از خود نشان دادند و کمترین میزان کرنش متناظر مقاومت فشاری، به میزان 2 درصد تغییر شکل نسبی، را در زمان گسیختگی از خود نشان دادند.