Визначення впливу товщини шару земляного полотна ґрунту, стабілізованого за допомогою відпрацьованого ливарного піску та золи виносу, на несучу здатність

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.306754

Ключові слова:

земляне полотно, несуча здатність, стабілізація, ливарний пісок, зола виносу, штампові випробування, основа

Анотація

Проблеми ґрунту земляного полотна часто пов'язані з нестабільними властивостями ґрунту, такими як низька несуча здатність, схильність до розширення та усадки, а також вразливість до ерозії та деформації внаслідок навантажень від транспортних засобів і погодних умов. Нестійкість ґрунту земляного полотна може спричинити різні інфраструктурні проблеми, включаючи тріщини, осідання та пошкодження дорожнього покриття. Тому стабілізація ґрунту земляного полотна є важливим кроком для забезпечення надійності та довговічності автомобільних доріг. Одним із ефективних і стійких методів стабілізації ґрунту земляного полотна є використання місцевих відходів. Використання місцевих відходів, таких як зола виносу (FA) та відпрацьований ливарний пісок (WFS), дозволяє не тільки покращити фізичні та механічні властивості ґрунту, але й допомагає зменшити вплив на навколишнє середовище шляхом повторного використання забруднюючих речовин. Метою даного дослідження є аналіз впливу товщини шарів земляного полотна, стабілізованих за допомогою FA та WFS, на несучу здатність. На початковому етапі проводиться вивчення фізичних і механічних властивостей природного ґрунту та ґрунту, стабілізованого за допомогою FA та WFS. Вміст використовуваних відходів становить 9 % FA та 15 % WFS за сухою вагою ґрунту. Моделювання земляного полотна проводилося з використанням сталевого короба розміром 60×60×60 см при товщині ґрунту 30 см. Навантажувальні випробування проводилися на 5 варіантах шарів з 4-денним затвердінням. Результати дослідження показали, що гранична несуча здатність (qult) 890 кПа була отримана для шару V4, який являє собою земляне полотно з шаром ґрунту товщиною 30 см, стабілізованим за допомогою FA та WFS, при осіданні 6 мм. Коефіцієнт несучої здатності 2,87 означає, що у земляного полотна з 30-сантиметровим шаром ґрунту, стабілізованого за допомогою FA та WFS, несуча здатність збільшилася в 2,87 рази в порівнянні з земляним полотном з необробленим грунтовим матеріалом. Отримані результати можуть бути застосовані на практиці до місцевих геотехнічних умов проектної ділянки на Західній Яві, включаючи природні властивості ґрунту та сезонні зміни

Спонсор дослідження

  • The authors would like to thank the head and staff of the Research and Community Service Institute (LPPM) of Universitas Brawijaya, as well as the Ministry of Education, Culture, Research and Technology of the Republic of Indonesia, General of Higher Education (DRTPM), Ministry of Education, Culture, Research and Technology of the Republic of Indonesia for their support and funding under the Doctoral Dissertation Research Grant (PDD) scheme for Fiscal Year 2024.

Біографії авторів

Anita Setyowati Srie Gunarti, Universitas Islam 45; Brawijaya University

Assistant Professor

Department of Civil Engineering

Assistant Professor

Department of Civil Engineering

Yulvi Zaika, Brawijaya University

Associate Professor

Department of Civil Engineering

As’ad Munawir, Brawijaya University

Professor

Department of Civil Engineering

Eko Andi Suryo, Brawijaya University

Assistant Professor

Department of Civil Engineering

Harimurti Harimurti, Brawijaya University

Assistant Professor

Department of Civil Engineering

Посилання

  1. Gupta, D., Kumar, A. (2017). Stabilized soil incorporating combinations of rice husk ash, pond ash and cement. Geomechanics and Engineering, 12 (1), 85–109. https://doi.org/10.12989/gae.2017.12.1.085
  2. Darmiyanti, L., Munawir, A., Rachmansyah, A., Zaika, Y., Andi Suryo, E. (2023). Identification of the influence of electrokinetic soil improvement on the microstructure, physical and mechanical properties of expansive soil. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (6 (126)), 41–50. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.290234
  3. Zhang, Y., Sappinen, T., Korkiala-Tanttu, L., Vilenius, M., Juuti, E. (2021). Investigations into stabilized waste foundry sand for applications in pavement structures. Resources, Conservation and Recycling, 170, 105585. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.105585
  4. Sharma, A. K., Sivapullaiah, P. V. (2016). Ground granulated blast furnace slag amended fly ash as an expansive soil stabilizer. Soils and Foundations, 56 (2), 205–212. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2016.02.004
  5. Mostafa, A. E. A., Eisa, M., Ibrahim, M. F. (2024). Effect of stabilizing subgrade layer using various additives on the flexible pavement design. Innovative Infrastructure Solutions, 9 (5). https://doi.org/10.1007/s41062-024-01430-8
  6. Ardah, A., Chen, Q., Abu-Farsakh, M. (2017). Evaluating the performance of very weak subgrade soils treated/stabilized with cementitious materials for sustainable pavements. Transportation Geotechnics, 11, 107–119. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2017.05.002
  7. Gunarti, A. S. S., Zaika, Y., Munawir, A., Suryo, E. A., Harimurti, H. (2023). Identifying the microstructure and mechanical properties of expansive soil stabilized using fly ash and waste foundry sand. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (6 (126)), 31–40. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.286991
  8. Malik, Z. B., Alshameri, B., Jamil, S. M., Umar, D. (2021). Experimental and Numerical Modeling of Bearing Capacity of Foundations on Soft Clay Stabilized with Granular Material. International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering, 7 (4). https://doi.org/10.1007/s40891-021-00334-2
  9. Sharma, R. K., Kumar, A. (2013). Compaction and Sub-grade Characteristics of Clayey Soil Mixed with Foundry Sand and Fly Ash. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), 2 (10), 1504–1509. Available at: https://www.ijert.org/research/compaction-and-sub-grade-characteristics-of-clayey-soil-mixed-with-foundry-sand-and-fly-ash-IJERTV2IS100572.pdf
  10. Zimar, Z., Robert, D., Zhou, A., Giustozzi, F., Setunge, S., Kodikara, J. (2022). Application of coal fly ash in pavement subgrade stabilisation: A review. Journal of Environmental Management, 312, 114926. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.114926
  11. Kumar, A., Parihar, A. (2023). Experimental study on waste foundry sand as partial replacement of retaining wall backfill. Construction and Building Materials, 402, 132947. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132947
  12. Arora, S., Kumar, A. (2019). Bearing Capacity of Square Footing Resting on Fibre-Reinforced Pond Ash Overlying Soft Clay. International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering, 5 (1). https://doi.org/10.1007/s40891-019-0155-0
  13. Obrzud, R. F., Truty, A. (2018). The hardening soil model – a practical guidebook. Z_soil. Available at: http://www.zsoil.com/zsoil_manual_2018/Rep-HS-model.pdf
  14. D 1194-94. Standard Test Method for Bearing Capacity of Soil for Static Load and Spread Footings. ASTM.
  15. Chen, Q. (2007). An experimental study on characteristics and behavior of reinforced soil foundation. https://doi.org/10.31390/gradschool_dissertations.3361
  16. Li, Y., Su, L., Ling, X., Wang, J., Yang, Y. (2018). Model Studies on Load-Settlement Characteristics of Coarse-Grained Soil Treated with Geofiber and Cement. Polymers, 10 (6), 621. https://doi.org/10.3390/polym10060621
  17. Waruwu, A., Paulus Dwi Surya Emili Yanto, Rika Deni Susanti, Syukurman Harefa (2022). Study bearing capacity of subgrade using combination bamboo grid and stabilized soil. Journal of Infrastructure Planning and Engineering (JIPE), 1 (2), 87–92. https://doi.org/10.22225/jipe.1.2.2022.87-92
  18. Consoli, N. C., Rosa, A. D., Saldanha, R. B. (2011). Variables Governing Strength of Compacted Soil–Fly Ash–Lime Mixtures. Journal of Materials in Civil Engineering, 23 (4), 432–440. https://doi.org/10.1061/(asce)mt.1943-5533.0000186
  19. Barman, D., Dash, S. K. (2022). Stabilization of expansive soils using chemical additives: A review. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 14 (4), 1319–1342. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2022.02.011
  20. Dayioglu, M., Cetin, B., Nam, S. (2017). Stabilization of expansive Belle Fourche shale clay with different chemical additives. Applied Clay Science, 146, 56–69. https://doi.org/10.1016/j.clay.2017.05.033
  21. Sithole, N. T., Tsotetsi, N. T., Mashifana, T., Sillanpää, M. (2022). Alternative cleaner production of sustainable concrete from waste foundry sand and slag. Journal of Cleaner Production, 336, 130399. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.130399
  22. Kumar, P., Paliwal, M. C., Jain. A. K. (2016). Stabilization Of Sub Grade Soil By Using Foundry Sand Waste. International journal of engineering sciences & research technology, 5 (9). http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.154193
  23. Bose, B. (2012). Geo-engineering properties of expansive soil stabilized with fly ash. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 17 (1), 1339–1353.
  24. Gunarti, A. S. S., Zaika, Y., Kuntoro, S. A., Munawir, A., Suryo, E. A., Harimurti (2024). Improvement of the Bearing Capacity and Swelling of Ciampel Expansive Soil using Waste Foundry Sand. E3S Web of Conferences, 500, 03001. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202450003001
  25. Consoli, N. C., Rosa, F. D., Fonini, A. (2009). Plate Load Tests on Cemented Soil Layers Overlaying Weaker Soil. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 135 (12), 1846–1856. https://doi.org/10.1061/(asce)gt.1943-5606.0000158
  26. Abhiram, K., Kumar, M. H. (2020). Ultimate Bearing Capacity of Stabilized Soil in Pavements. International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering, 9 (5), 2349–2351. https://doi.org/10.35940/ijitee.d1807.039520
  27. Umum, K. P., Marga, D. J. B. (2013). Manual Desain Perkerasan Jalan. Jakarta: Binamarga.
Визначення впливу товщини шару земляного полотна ґрунту, стабілізованого за допомогою відпрацьованого ливарного піску та золи виносу, на несучу здатність

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-08-21

Як цитувати

Gunarti, A. S. S., Zaika, Y., Munawir, A., Suryo, E. A., & Harimurti, H. (2024). Визначення впливу товщини шару земляного полотна ґрунту, стабілізованого за допомогою відпрацьованого ливарного піску та золи виносу, на несучу здатність. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (130), 27–36. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.306754

Номер

Том 4 № 1 (130) (2024): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Anita Setyowati Srie Gunarti, Yulvi Zaika, As’ad Munawir, Eko Andi Suryo, Harimurti Harimurti

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.