Stiffness module and compression strength of polymer-treated sand

• Autorzy: Mlhem M.

Identyfikatory

DOI

10.21307/ACEE-2018-010

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

According to the increasing demand of suitable soils under different types of foundation in the geotechnical engineering projects, many researchers try to find the best type of additives that improve the mechanical properties of soils. In addition, the small-strain stiffness is an important parameter for various geotechnical design applications. Therefore, I aim from this research to study the availability of Free-Free Resonant frequency method (FFR) in measuring the Young’s modulus and Poisson ratio for epoxy treated sand (ETS). Moreover, detecting the effect of the additives on the strength of treated sand by applying compression test on both types of treated specimens: cement treated sand (CTS) and (ETS), and then comparing between the results. Next, the results have been analyzed and then Young modulus and Poisson ratio have been calculated. There was reversal relations between the both parameters according to the additives percentages, where E increased, Poisson ratio decreased. Then, the compression tests were applied on cylindrical specimens, the more additive percentages was the higher maximum load. The treated sand with epoxy percentage from 2% up to 5% was stronger than the treated sand with 50% cement.

PL

Zgodnie z rosnącym zapotrzebowaniem na przygotowanie odpowiednich gruntów pod różne typy fundamentów w projektach geotechnicznych, wielu badaczy próbuje znaleźć najlepszy rodzaj dodatków, które poprawiają właściwości mechaniczne gruntów. Ponadto zmienność sztywności w zakresie małych odkształceń jest ważnym aspektem dla różnych zastosowań w projektowaniu geotechnicznym. Stąd, celem wykonanych badań jest ocena przydatności metody FFR (Free-Free Resonant frequency) do pomiaru modułu Younga i współczynnika Poissona dla piasku poddanego obróbce epoksydowej (ETS). Dodatkowym celem badań jest ocena wpływu dodatków na wytrzymałość poddanego obróbce piasku w próbie ściskania na obu rodzajach poddanych obróbce próbek: piasku stabilizowanego cementem (CTS) i (ETS), a następnie porównanie wyników. Po przeprowadzaniu analizy wyników badań, wyznaczono moduł Younga i współczynnik Poissona. Między obydwoma parametrami występowały relacje odwrotne w zależności od procentów dodatków, tzn. przy wzroście modułu E, współczynnik Poissona zmniejszał się. Następnie poddano ściskaniu próbki cylindryczne; przy większej zawartości dodatków, uzyskiwano większe nośności. Modyfikowany piasek z zawartością epoksydu od 2% do 5% okazał się być mocniejszy od piasku z dodatkiem 50% cementu.

Słowa kluczowe

EN

FFR method; Poisson ratio; polymer-treated sand; stiffness; Young modulus

PL

metoda FFR; współczynnik Poissona; piasek stabilizowany polimerem; sztywność; moduł Younga

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 11, no. 1
• Strony: 97--104
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Mlhem M.

• Geotechnical Engineering Department, Faculty of Civil Engineering, Damascus University, Baramkeh, Damascus, Syria

Bibliografia

• [1] Clayton, C.R.I., (2011). Stiffness at small strain: research and practice. Géotechnique 61(1), 5-37.
• [2] Nazarian, S., Yuan, D., Tandon, V., Arellano, M., (2005). Quality management of flexible pavement layers by seismic methods, Research Report 0-1735- 3, The Center for Transportation Infrastructure Systems, The University of Texas at El Paso, El Paso, Texas.
• [3] Rydén, N., (2009). Determining the asphalt mastercurve from free-free resonant testing on cylindrical samples. In: Proceedings of the 7th International Symposium on Non-Destructive Testing in Civil Engineering (NDTCE09). Nantes, France.
• [4] Åhnberg, H., Holmen, M., (2011). Assessment of stabilized soil strength with geophysical methods. Ground Improv. 164(3), 109-116.
• [5] Toohey, N.M., Mooney, M.A., (2012). Seismic modulus growth of lime stabilized soil during curing. Géotechnique 62(2),161-170.
• [6] Schaeffer, K., Bearce, R., Wang, J., (2013). Dynamic modulus and damping ratio measurements from free-free resonance and fixed-free resonant column procedures. J. Geotech. Geoenviron. Eng. 139, 2145-2155.
• [7] Guimond-Barrett, A., Nauleau, E., Le Kouby, A., Pantet, A., Reiffsteck, P., (2013). Free-free resonance testing of in situ deep mixed soils. Geotechn. Test. J. 36(2), 283-291.
• [8] UCL, (2015). Civil engineering faculty, soil mechanics laboratory, Belgium.
• [9] ASTM E 1875 Standard Test Method for Dynamic Young’s Modulus, Shear Modulus, and Poisson’s Ratio by Sonic Resonance.
• [10] Verástegui, R.D., Di Emidio, G., Bezuijen, A., Vanwalleghem , J., Kersemans, M., (2015). Evaluation of the free-free resonant frequency method to determine stiffness moduli of cementtreated soil, Soils and Foundations 55, 943-950.
• [11] Wayen, E., Sam, S., (1962). Cross-Sectional Correction for Computing Young’s Modulus for Longitudinal Resonance Vibrations of Square and Cylindrical Rods, Journal of Research of the National Bureau of Standards-A. Physics and Chemistry 66A(2), March-April.
• [12] Pierce, Allan D., (1989). Acoustics: An Introduction to Its Physical Principles and Applications. Acoustical Society of America, Woodbury, NY.
• [13] ASTM C39 Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens.
• [14] Obrzud, R. & Truty, A., (2012). The Hardening Soil Model - A Practical Guidbook Z Soil PC 100701 report, revised 31.01.
• [15] Kezdi, A., (1974). Handbook of Soil Mechanics. Elsevier, Amsterdam.
• [16] Prat, M., Bisch, E., Millard, A., Mestat, P., and Cabot, G., (1995). La modelisation des ouvrages (Modeling works). Hermes, Paris.

Uwagi

PL

Opracowanie w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)