دانشگاه سمنان مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل 2423-5350 10 1 2024 05 21 Comparison of Induction and Microwave Heating in the Healing Process of Asphalt Mixtures Containing Conductive Materials مقایسه گرمایش القایی و مایکروویوی در ترمیم مخلوط‌های آسفالتی حاوی مصالح رسانا 1 16 8739 10.22075/jtie.2024.34128.1673 FA محمود عامری استاد، گروه راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران منصور صادقی آواز دانشجوی دکتری راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران Journal Article 2024 05 15 One of the well-known methods regarding the return of asphalt mixture failures and, as a result, increasing its lifespan is self-healing, which has always been of interest to researchers due to its many benefits. Applying thermal energy or heating the asphalt mixture leads to self-healing the asphalt mixture by accelerating the bitumen healing process. Two main methods of induction heating and microwave are used in this field. This article compares these two heating-healing methods and introduces the more appropriate option. For this purpose, both induction and microwave heating methods have been used to apply heat to the components of the asphalt mixture, including bitumen, filler, and aggregates. The research results showed that the microwave heating rate of bituminous mastic containing conductive materials is higher than its induction heating rate, so the microwave heating rate of the mastic sample containing 10% by weight of iron powder (0.100 °C/s) was more than three times its induction heating rate (0.031 °C/s). Additionally, bituminous mastic heated with microwaves exhibits a more consistent thermal distribution, which enhances its self-healing properties. Unlike induction heating, which requires conductive additives and aggregates, the microwave method can heat components with or without conductive materials. However, addition of conductive materials can accelerate the microwave heating process. For instance, adding 10% by weight of iron powder to bitumen could increase its microwave heating rate from 0.083 to 0.100. In contrast, achieving the same results with the induction heating method requires several times more energy than the microwave method. Therefore, it is advisable to use the microwave heating method instead of induction heating for thermal healing of asphalt mixtures. یکی از روشهای شناختهشده در خصوص بازگشت خرابیهای مخلوط آسفالتی و در نتیجه افزایش طول عمر آن، خودترمیمی است که بهدلیل منافع متعدد آن همواره مورد توجه محققین بوده است. اِعمال انرژی حرارتی یا گرمایش مخلوط آسفالتی از طریق تسریع فرآیند ترمیم قیر به خودترمیمی مخلوط آسفالتی میانجامد. دو شیوه اصلی گرمایش القایی و مایکروویوی در این زمینه بهکار رفتهاند. این مقاله سعی دارد که این دو روش ترمیم گرمایشی را با هم مقایسه و گزینه مناسبتر را معرفی کند. برای این منظور، از هر دو روش گرمایش القایی و مایکروویوی برای اِعمال حرارت به اجزای تشکیلدهنده مخلوط آسفالتی شامل قیر، فیلر و مصالح سنگی استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان داد که نرخ گرمایش مایکروویوی ماستیک قیری حاوی مواد رسانا بیشتر از نرخ گرمایش القایی آن است؛ بهطوری که نرخ گرمایش مایکروویوی نمونه ماستیک حاوی 10 درصد وزنی پودر آهن (C/s° 100/0) بیشتر از سه برابر نرخ گرمایش القایی آن (C/s° 031/0) بوده است. بعلاوه، ماستیک قیری گرمشده با مایکروویو دارای توزیع حرارتی یکنواختتری است که به خودترمیمی آن کمک میکند. همچنین، گرمایش القایی قابلیت گرم کردن قیر فاقد افزودنی رسانا و سنگدانههای فاقد مواد رسانا (که عمده سنگدانههای مصرفی در این گروهاند) را ندارد؛ در حالی که روش مایکروویوی برای گرمایش اجزای فاقد/دارای مواد رسانا قابل استفاده است. البته افزودن مواد رسانا میتواند نرخ گرمایش مایکروویوی را افزایش دهد؛ بهطوری که افزودن 10 درصد وزنی پودر آهن به قیر توانست نرخ گرمایش مایکروویوی آن را از 083/0 به 100/0 افزایش دهد. از طرف دیگر، میزان انرژی مصرفی برای حصول نتایج یکسان در روش گرمایش القایی چندین برابر روش مایکروویوی است. از اینرو، استفاده از روش گرمایش مایکروویوی به جای گرمایش القایی برای ترمیم گرمایشی مخلوطهای آسفالتی توصیه میشود.

https://jtie.semnan.ac.ir/article_8739_9385d7dc0d70571c3b27e898a3249639.pdf

دانشگاه سمنان مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل 2423-5350 10 1 2024 05 21 Experimental and Numerical Micromechanical Modeling of the Viscoelastic Behavior of Asphalt Mastic Containing Limestone Filler بررسی آزمایشگاهی و مدل‏سازی عددی میکرومکانیکی رفتار ویسکوالاستیک ماستیک آسفالتی حاوی فیلر آهکی 17 38 8764 10.22075/jtie.2024.34351.1674 FA فریدون مقدس‌نژاد دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، تهران، ایران 0000-0003-3830-4555 پوریا حاجی کریمی دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، تهران، ایران علی خدایی دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، تهران، ایران Journal Article 2024 06 05 The volume filling ratio and type of filler significantly influence the rheological and mechanical properties of bituminous composites. This effect can stem from either chemical interactions between the filler and bitumen or simple physical phenomena. Understanding the influence of filler on asphalt mastic performance is crucial for comprehending the behavior of asphalt mixtures. This study employs both experimental and numerical modeling approaches. The rheological properties of asphalt mastic samples made with pure bitumen and limestone filler at various filler contents were determined using frequency sweep tests. The experimental results indicated that increasing the volume filling ratio in asphalt mastic leads to non-linear changes in the values of the complex shear modulus (G*) and phase angle (δ), known as the stiffening phenomenon. Considering the concept of the transitional zone between filler and bitumen, a parameter called the Effective Volume Filling Ratio (EVFR) was introduced to explain this phenomenon. To predict the viscoelastic behavior of asphalt mastic based on the mechanical properties of bitumen and filler, finite element method (FEM) simulations were utilized. The accuracy of these models was evaluated by calculating the relative difference between the experimental complex shear modulus (G*) and the complex shear modulus predicted by the model. The results of this evaluation indicated that incorporating the Effective Volume Filling Ratio (EVFR) into the numerical model can significantly enhance the accuracy of the predictions for the viscoelastic behavior of asphalt mastic samples. درصد پرشدگی حجمی و نوع فیلر بر خواص رئولوژیک و مکانیکی مواد مرکب قیری مؤثر است. این تأثیر می‏تواند ناشی از اندرکنش شیمیایی بین فیلر و قیر و یا پدیدههای فیزیکی ساده ‌باشد. بررسی تأثیر فیلر بر عملکرد ماستیک آسفالتی مسئلهای مهم برای درک عملکرد مخلوط آسفالتی است. در این پژوهش، دو رویکرد آزمایشگاهی و مدل‏سازی عددی مورد استفاده قرار گرفته است. خواص رئولوژیک نمونه‌های ماستیک آسفالتی ساخته شده با قیر خالص و فیلر آهکی با نسبت‌های پرشدگی مختلف با استفاده از آزمایش جاروب فرکانسی تعیین شده است. نتایج آزمایش نشان داد که افزایش درصد پرشدگی حجمی فیلر در ماستیک آسفالتی منجر به تغییر مقادیر مدول برشی مختلط (G*) و زاویه فاز (δ) آن با رفتاری غیرخطی می‏شود که موسوم به پدیده سخت‏شوندگی است. با در نظر گرفتن مفهوم ناحیه انتقالی بین فیلر و قیر، شاخصی با عنوان نسبت پرشدگی مؤثر (EVFR) برای توجیه این پدیده معرفی شده است. برای پیش‌بینی رفتار ویسکوالاستیک ماستیک آسفالتی بر اساس ویژگی‌های مکانیکی قیر و فیلر از شبیه‌سازی با روش اجزای محدود (FEM) استفاده شده است. دقت این مدل‌ها بر اساس محاسبه اختلاف نسبی بین مدول برشی مختلط (G*) آزمایشگاهی و مدول برشی مختلط پیش‌بینی شده توسط مدل ارزیابی شده است. نتایج این ارزیابی نشان‌دهنده این است که معرفی نسبت پرشدگی مؤثر (EVFR) به مدل عددی می‏تواند با تقریب خوبی منجر به افزایش دقت نتایج برای پیش‌بینی رفتار ویسکوالاستیک نمونه‌های ماستیک آسفالتی شود.

https://jtie.semnan.ac.ir/article_8764_a29d5a1f0aca48fa60bebfb73db785e2.pdf

دانشگاه سمنان مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل 2423-5350 10 1 2024 05 21 Investigating the Effect of Using Polyurethane Nanocomposites on Modification of Bitumen Properties بررسی تأثیر استفاده از نانوکامپوزیت پلی‏ یورتانی بر اصلاح خواص قیر 39 61 8624 10.22075/jtie.2024.33303.1665 FA سیدرضا سجادی دانشجوی دکتری راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان غلامعلی شفابخش استاد، گروه راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران حسن دیواندری استادیار، گروه عمران، دانشکده مهندسی عمران و منابع زمین، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران Journal Article 2023 12 17 Bitumen, as one of the constituent elements of asphalt, plays an important role in the properties and performance of asphalt as well as its longevity and stability. However, its structure requires modification due to low mechanical properties, limited thermal stability, and susceptibility to cracking under environmental conditions. In this study, in order to increase the strength and flexibility, improving functional and thermal properties, enhance adhesion, and prevent phase separation, a modifier based on NCO-terminated polyurethane/CNT were used. For this purpose, NCO-terminated polyurethane pre-polymer was prepared, and then CNTs were added to it at 0.5%, 1%, and 1.5% wt.%. Based on tensile and TGA tests, the sample containing 1.5% nanoparticles was selected as the optimum nanocomposite and subsequently combined with bitumen and then it was mixed with bitumen at 2, 4, 6 and 8 percent. FTIR test confirmed the chemical bonds between the nanocomposite and bitumen. To investigate the properties and performance of the resulting samples, morphological analysis, viscometry (RV) test, and rheological (DSR) tests for fatigue resistance and rutting under environmental conditions were performed. Also, results of multiple stress creep-recovery (MSCR) test was compared with results of rheology analysis and it was shown that the presence of nanocomposite in the structure of bitumen increased the elasticity and cohesion of the modified bitumen structure. It reduces the negative effects caused by the increase in stress and temperature in bitumen properties and the nanocomposite prepared in this research can be used as a suitable option to improve bitumen performance at high and medium temperatures. قیر به عنوان یکی از اجزای تشکیل دهنده آسفالت، نقش مهمی در خواص و عملکرد آسفالت و همچنین عمر و پایداری آن دارد. اما ساختار آن به دلیل خواص مکانیکی نامطلوب، پایداری حرارتی محدود و عدم مقاومت در برابر ترکخوردگی تحت شرایط محیطی نیاز به اصلاح دارد. در این تحقیق، با هدف افزایش استحکام و انعطافپذیری، بهبود خصوصیات عملکردی و حرارتی، افزایش چسبندگی و جلوگیری از جدایی فازی اصلاح‌کننده و قیر از پلییورتان منتهی به گروه عاملی ایزوسیانات حاوی نانولولههای کربنی استفاده شد. به این منظور، ابتدا پیشپلیمر یورتانی منتهی به گروه عاملی ایزوسیانات تهیه شده و سپس نانولولههای کربنی به میزان 5/0، 0/1 و 5/1 درصد وزنی به آن اضافه شد. بر اساس آزمون تنش کششی و آنالیز گرماوزن‌سنجی، نمونه حاوی 5/1 درصد نانوذره به عنوان نانوکامپوزیت بهینه انتخاب شده و در ادامه با مقادیر 2، 4، 6 و 8 درصد قیر ترکیب شد. آزمون FTIR ایجاد پیوندهای شیمیایی بین نانوکامپوزیت و قیر را تأیید کرد. جهت بررسی خواص و عملکرد نمونههای حاصل، آنالیز مورفولوژی، آزمون ویسکومتری (RV)، آزمون رئومتر برش دینامیک (DSR) و همچنین آزمایش خزش و بازگشت در چند سطح تنش(MSCR) انجام شد. نتایج حاصل از این آزمونها نشان داد که حضور نانوکامپوزیت در ساختار قیر باعث افزایش الاستیسیته و بههم پیوستگی ساختار قیر شده و اثرات منفی ناشی از افزایش تنش و دما در خواص قیر را کاهش میدهد و نانوکامپوزیت تهیه شده در این پژوهش میتواند به عنوان گزینه ای مناسب جهت بهبود عملکرد قیر در دمای زیاد و متوسط به کار رود.

https://jtie.semnan.ac.ir/article_8624_58fcd773d06f52ba45fd79a39616f32b.pdf

دانشگاه سمنان مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل 2423-5350 10 1 2024 05 21 Effects of Simultaneous Use of Crumb Tires and Fly Ash on the Shear Behavior of Encased Stone Columns: A Laboratory Study مطالعه آزمایشگاهی تأثیر استفاده هم‌زمان خرده لاستیک و خاکستر بادی بر عملکرد برشی ستون‌های سنگی محصورشده 63 79 8735 10.22075/jtie.2024.34022.1671 FA سعید نگاری دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران مریم مختاری دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران Journal Article 2024 05 05 Applying stone columns (SCs) is an economical method to improve loose soil. This laboratory study is conducted on the effects of simultaneous use of crumb tire (CT) and fly ash (FA) on the shear behavior of SCs encased with geotextile and fiber-reinforced polymer (FRP) in soft clay. A large-scale direct shear device was utilized to do the desired tests. The samples were exposed to normal stress values of 20, 40, and 70 kPa. First, optimal percentages of CT and FA were determined to be used with granular materials in the SCs. The impact of installing ordinary reinforced and unreinforced SCs on the shear behavior of the assembly was examined. Installing the SCs in soft clay bed and adding the CT-FA composite to the SC materials increased the shear strength. Supplementing the CT-FA composite to the SC materials increased shear strength of the assembly to 4.6%-10%. The shear strength rose more than twice when the normal stress increased from 20 kPa to 70 kPa and it was mobilized more since CT-FA composite is present. It increased due to a rise in the replacement ratio of the SCs in the assembly. By installing the ordinary composite SCs in clay bed under the normal stresses of 20 kPa and 70 kPa, the shear strength increased to 34% and 41.7% and it would rise in the encased mode more than in the ordinary mode. Furthermore, the FRP-based reinforcement enhanced the shear strength more than the geotextile reinforcement did. ستون سنگی یکی از روش‌های مناسب و اقتصادی است که به‌وسیله آن می‌توان خاک سست را بهسازی کرد. در این پژوهش، به مطالعه آزمایشگاهی تأثیر استفاده هم‌زمان خرده لاستیک و خاکستر بادی بر عملکرد برشی ستون‌های سنگی محصورشده به ژئوتکستایل و کامپوزیت مسلحشده پلیمری (FRP) در خاک رس نرم پرداخته شده است. جهت انجام آزمایش‌ها از دستگاه برش مستقیم بزرگ‌مقیاس استفاده شد و نمونه‌ها تحت تنش‌های نرمال ۲۰، ۴۰ و ۷۰ کیلوپاسکال قرار گرفتند. در ابتدا، درصد بهینه خرده لاستیک و خاکستر بادی جهت استفاده هم‌زمان به همراه مصالح دانه‌ای در ستون‌های سنگی تعیین شد. سپس به بررسی تأثیر نصب ستون‌های سنگی مسلحشده و مسلحنشده بر رفتار برشی مجموعه پرداخته شد. نتایج نشان داد که با نصب ستون‌های سنگی در بستر رسی نرم، مقاومت برشی افزایش یافت و همچنین اضافه شدن خرده لاستیک و خاکستر بادی به مصالح ستون سنگی سبب افزایش مقاومت برشی گردید. با اضافه شدن خرده لاستیک و خاکستر بادی به مصالح ستون، مقاومت برشی مجموعه ۶/۴ الی ۱۰ درصد نسبت به حالتی که این مصالح به مصالح ستون اضافه نشده‌اند، افزایش یافت. با افزایش یافتن تنش نرمال از ۲۰ کیلوپاسکال به ۷۰ کیلوپاسکال، مقاومت برشی بیش از دو برابر افزایش یافت و در حالت گروه، مقاومت برشی بیشتری در مجموعه بسیج شد و همچنین با افزایش نسبت جانشینی ستون‌های سنگی در مجموعه، مقاومت برشی افزایش یافت. با نصب ستون‌های سنگی مرکب محصورنشده در بستر رسی تحت تنش نرمال ۲۰ کیلوپاسکال، مقاومت برشی تا ۳۴ درصد و در تنش نرمال ۷۰ کیلوپاسکال مقاومت برشی تا ۷/۴۱ درصد افزایش یافت. همچنین، مشاهده گردید که مقاومت برشی در حالت محصورشده به علت حفظ بافت متراکم ستون و مقاومت محصورکننده، نسبت به حالت محصورنشده، به میزان بیشتری افزایش یافت و مسلحکننده از جنس FRP نسبت به مسلحکننده از جنس ژئوتکستایل، مقاومت برشی را به میزان بیشتری افزایش داد.

https://jtie.semnan.ac.ir/article_8735_da39518781d0bb0b635cb382e55b4443.pdf

دانشگاه سمنان مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل 2423-5350 10 1 2024 05 21 Modelling and Analysis of Flexural Behavior of Composite Sleepers Reinforced by Multi-Directional Glass Fabrics مدل‌سازی و تحلیل رفتار سازه‌ای تراورس‌های کامپوزیتی مسلح شده با پارچه‌های شیشه‌ای چند محور 81 102 8762 10.22075/jtie.2024.34443.1676 FA امیر اردلان طباطبایی زواره کارشناس ارشد مهندسی خطوط راه‌آهن، گروه مهندسی راه آهن و حمل و نقل، دانشکده مهندسی عمران و حمل و نقل، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران. حامد نوروزی استادیار، گروه مهندسی راه‌آهن و حمل و نقل، دانشکده مهندسی عمران و حمل و نقل، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران. سید مهدی حجازی دانشیار، دانشکده مهندسی نساجی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان 84156-83111، ایران. Journal Article 2024 06 14 Over the past decade, glass fabrics have gained significant attention for use in the construction of concrete railway sleepers. Advances in composite technology have spurred extensive research into glass-based composite materials, suggesting their potential as replacements for traditional sleepers. However, the impact of three-dimensional (3D) glass fabrics on reinforcing concrete sleepers and the optimal application of these fabrics has not been sufficiently explored. Additionally, there has been no comparative analysis of the flexural strength between concrete sleepers reinforced with glass fabrics and those reinforced with steel rebars. This study investigates the potential of Glass Fiber Reinforced Concrete (GFRC) fabrics as an alternative for concrete railway sleepers. Laboratory-scale concrete sleeper samples were prepared and reinforced with two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) glass fabrics, covering 50% and 70% of the surface area. Flexural strength tests were conducted on these samples, and their validity was confirmed through finite element analysis using Abaqus software. The empirical results from small-scale tests were extrapolated to estimate the performance of full-sized sleepers. The findings indicate that the use of 3D fabrics can increase flexural strength and crack resistance by up to 20% and 30%, respectively. Moreover, 3D fabrics with 70% surface coverage can further enhance flexural strength by 15%. GFRC sleepers meet all standards and performance requirements for commercialization, showing up to 25% higher flexural strength and up to 40% improved crack resistance compared to conventional concrete sleepers. در دهه اخیر، استفاده از پارچه‌های شیشه‌ای در ساخت تراورس‌های بتنی راه‌آهن مورد توجه قرار گرفته است. پیشرفت‌های فناوری در تولید کامپوزیت‌ها، مطالعات گسترده‌ای را در زمینه استفاده از مصالح کامپوزیتی برپایه شیشه به دنبال داشته که نشان می‌دهد این مصالح می‌توانند جایگزین مناسبی برای تراورس‌های رایج باشند. با این حال، تحقیقات کافی در مورد تاثیر پارچه‌های شیشه‌ای سه‌بعدی 3D برای تقویت تراورس‌های بتنی و میزان بهینه استفاده از این پارچه‌ها انجام نشده است. همچنین، مقایسه‌ای بین تراورس‌های بتنی تقویت‌شده با پارچه‌های شیشه‌ای و تراورس‌های مسلح به میلگردهای فولادی از نظر مقاومت خمشی صورت نگرفته است. این مطالعه به بررسی پتانسیل پارچه‌های شیشه‌ای کامپوزیتی (GFRC) به عنوان جایگزینی برای تراورس‌های بتنی می‌پردازد. نمونه‌های کوچک تراورس بتنی در مقیاس آزمایشگاهی تهیه شده و با پارچه‌های شیشه‌ای دوجهته 2D و سه‌جهته 3Dبا پوشش‌های ۵۰٪ و ۷۰٪ سطح مسلح شده‌اند. آزمایش‌های مقاومت خمشی بر روی این نمونه‌ها انجام شده و با استفاده از تحلیل المان محدود و نرم‌افزار آباکوس، صحت سنجی شده‌ است. نتایج تجربی از آزمون‌های نمونه‌های کوچک برای تخمین عملکرد تراورس‌های با ابعاد واقعی به کار رفته‌اند. یافته‌ها نشان می‌دهد که استفاده از پارچه‌های 3D می‌تواند مقاومت خمشی و مقاومت در برابر ترک‌خوردگی را به ترتیب تا ۲۰٪ و ۳۰٪ افزایش دهد. استفاده از پارچه‌های 3Dبا پوشش ۷۰٪ سطح، مقاومت خمشی را تا ۱۵٪ بیشتر می‌کند. تراورس‌های GFRC با استانداردها و الزامات عملکردی لازم برای تجاری‌سازی مطابقت دارند و مقاومت خمشی آن‌ها تا ۲۵٪ بیشتر از تراورس‌های بتنی معمولی است. این تراورس‌های جدید همچنین تا ۴۰٪ مقاومت بیشتری در برابر ترک‌خوردگی دارند.

https://jtie.semnan.ac.ir/article_8762_5b8f150873f9ad6cb1ee029b676b1138.pdf

دانشگاه سمنان مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل 2423-5350 10 1 2024 05 21 Estimation of Strength Parameters of Saline Subgrade Stabilized by Cement and Industrial Waste Using Finite Element Method برآورد پارامترهای مقاومتی بستر نمکی تثبیت شده با سیمان و پسماند صنعتی با روش اجزای محدود 103 125 8754 10.22075/jtie.2024.33426.1667 FA امین فلامکی Payame Noor University محمود رضا کی منش دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه پیام نور، ص. پ. 3697-19395، تهران، ایران هادی قدرت دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه پیام نور، ص. پ. 3697-19395، تهران، ایران، Journal Article 2024 03 02 Saline soils are one of the types of problematic soils which are very vulnerable to dissolution and swelling phenomena. This type of soil has been observed in many parts of Iran and has been used as road subgrade. To enhance the resistance properties of salt beds, various methods are usually used, including chemical stabilization, and the geotechnical properties of stabilized salt beds are evaluated with field and laboratory tests. However, estimation of some main parametersو required for road design, such as modulus of resilience, is dependent on the use of three-dimensional cyclic tests, which requires spending considerable time and cost. This article’s aim is to investigate the traffic loads effect on saline soil subgrade stabilized with cement and carbonated waste, by modeling the modulus of resilience parameter via finite elements method. The natural saline soil of this research was stabilized with different percentages of type 2 Portland cement and a type of carbonated waste, without treatment or treated with two different stabilization methods. Then, several resistance tests such as direct shear test, unconfined uniaxial compressive strength and California bearing ratio (CBR) were done on the samples. The obtained shear strength parameters were used in the modeling of the modulus of resilience. Considering the inherence of traffic loading and the type of test, after examining various soil constitutive models, the small strain hardening soil constitutive model was chosen for this analysis. After performing the modeling steps, including determining the model parameters, developing and running the model, analysis of the results showed that modulus of resilience has exponential relationship with the sum of the main axial and confining stresses. The model coefficients’ relationship was determined and shown using multiple regression analyses. Also, the correlation between modulus of resilience and California bearing ration (CBR) are presented. خاکهای نمکی یکی از انواع خاک‏های مسئلهدار هستند که در برابر پدیدههای انحلال و تورم بسیار آسیبپذیر میباشند. این نوع خاک در بسیاری از نقاط کشور ایران مشاهده شده و به عنوان بستر راهها مورد استفاده قرار گرفته است. برای بهبود خصوصیات مقاومتی بسترهای نمکی، معمولاً از روش‏های گوناگون اعم از تثبیت شیمیایی استفاده می‏شود و خصوصیات ژئوتکنیک بسترهای نمکی تثبیتشده، با آزمایش‏های صحرایی و آزمایشگاهی ارزیابی میگردد. اما، برآورد بعضی پارامترهای اصلی مورد نیاز برای طراحی راه، مانند ضریب برجهندگی، منوط به استفاده از آزمایش‏های سهمحوری سیکلی است که نیاز به صرف هزینه و زمان قابل توجه دارد. هدف این تحقیق، بررسی اثر بارهای رفت و برگشتی ترافیکی بر مصالح بستر نمکی تثبیتشده با سیمان و پسماند کربناته، با مدل‏سازی پارامتر ضریب برجهندگی در محیط اجزای محدود، می‏باشد. خاک نمکی پایه این تحقیق، با درصدهای مختلف سیمان پرتلند تیپ 2 و یک نوع پسماند کربناته، بدون عمل‏آوری و یا عمل‏آوری شده با دو روش مختلف تثبیت تهیه شده و آزمایش‏های مقاومتی مانند برش مستقیم، مقاومت فشاری تک‏محوری محدود نشده و نسبت باربری کالیفرنیا (CBR) روی نمونه‏ها انجام شده است. پارامترهای مقاومت برشی حاصل شده، در مدل‏سازی پارامتر ضریب برجهندگی مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به ماهیت بارگذاری ترافیکی و نوع آزمون، پس از بررسی مدل‏های رفتاری گوناگون، مدل رفتاری خاک سختشونده کرنش کوچک برای این تحلیل برگزیده شد. پس از انجام مراحل مدل‏سازی، شامل تعیین مقادیر پارامترهای مدل و توسعه (ساخت) و اجرای مدل، تحلیل نتایج نشان داد که پارامتر ضریب برجهندگی، با مجموع تنش‏های اصلی محوری و محدودکننده رابطه نمایی دارد. وابستگی ضرایب مدل نیز با استفاده از تحلیل‏های رگرسیونی چندمتغیره تعیین و ارائه گردید. همچنین، رابطه همبستگی ضریب برجهندگی و نسبت باربری کالیفرنیا ارائه شد.

https://jtie.semnan.ac.ir/article_8754_3679eff8296e4feeed3d79455ced4e4d.pdf

دانشگاه سمنان مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل 2423-5350 10 1 2024 05 21 Numerical modeling of the use of geosynthetics in improving the behavior of subgrade soil مدل‏سازی عددی استفاده از ژئوسنتتیک‌ها در بهبود رفتار خاک بستر راه 127 140 8755 10.22075/jtie.2024.33951.1672 FA سید حسین خاتمی دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران راه و ترابری واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. ایمان گلپذیر گروه عمران ، واحد دماوند، دانشگاه آزاد اسلامی، دماوند، ایران محمدجواد ملک پور دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران زلزله، واحد علوم تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. Journal Article 2024 05 05 In this research, numerical simulation using the finite element method and PLAXIS numerical software (version 8.2) were used. Also, the calculation point of the road settlement, which is the criterion for comparing different models, is selected in the loading center on the road, which is considered as the representative of the road settlement in the output results of the vertical displacement. The results of the numerical investigation of the effect of the tensile strength of geosynthetics on the road settlement show that this parameter did not have a significant effect on the road settlement. Also, from the numerical modeling of the effect of the length of geosynthetics on the road body, it is determined that the settlement of the road in modeling with geogrid is the same size as the width of the road (which is equal to 7 meters in this model) equal to 3.65 mm and with geogrid 9 meters wide. It is equal to 3.5 mm. The results showed that if the amount of friction between the geosynthetic element and the soil is considered equal to the internal friction angle of the soil, the settlement of the road at the loading center of the model has decreased by 12%. Finally, the investigation of the effect of geosynthetic element placement on the road settlement shows that by moving the geosynthetic layer from the sub-base-substrate boundary to the top-base boundary, the road settlement decreased by 0.9 mm. در این پژوهش، از شبیهسازی عددی به روش اجزای محدود و نرم‏افزار عددی PLAXIS (نسخه 2/8) استفاده گردید. همچنین، نقطه محاسبه نشست جاده که معیار مقایسه مدل‏های مختلف است، در مرکز بارگذاری روی جاده انتخاب شده که در نتایج خروجی جابجایی قائم این نقطه به عنوان نماینده نشست جاده در نظر گرفته می‏شود. نتایج بررسی عددی اثر مقاومت کششی ژئوسنتتیک‏ها بر نشست جسم راه نشان می‏دهد که این پارامتر تأثیر قابل توجهی بر نشست جاده نداشته است. همچنین، از مدلسازی عددی اثر طول ژئوسنتتیک‏ها بر جسم راه مشخص شد که نشست قائم جاده در مدل‏سازی با ژئوگرید هماندازه با عرض جاده (که در این مدل برابر 7 متر می‏باشد) برابر 65/3 میلی‏متر و با ژئوگرید به عرض 9 متر، برابر با 5/3 میلی‏متر می‏باشد. نتایج نشان داد که چنانچه میزان اصطکاک بین المان ژئوسنتتیک با خاک معادل زاویه اصطکاک داخلی خاک در نظر گرفته شود، نشست جاده در مرکز بارگذاری مدل، 12 درصد کاهش داشته است. در نهایت، بررسی تأثیر مکان استقرار المان ژئوسنتتیک بر نشست جاده نشان می‏دهد که با جابجایی لایه ژئوسنتتیک از مرز زیراساس- بستر به مرز رویه - اساس، نشست جاده به میزان 9/0 میلی‏متر کاهش یافت.

https://jtie.semnan.ac.ir/article_8755_61a98f373138dae42b88f730a3fa6a81.pdf