ιατµητική Αντοχή και Μηχανική Συµπεριφορά Άµµων Ενισχυµένων µε Γεωυφάσµατα Shear Strength and Mechanical Behavior of Sands Reinforced with Geotextiles

Transcript

1 ιατµητική Αντοχή και Μηχανική Συµπεριφορά Άµµων Ενισχυµένων µε Γεωυφάσµατα Shear Strength and Mechanical Behavior of Sands Reinforced with Geotextiles ΜΑΡΚΟΥ, Ι.Ν. Πολιτικός Μηχανικός, Επίκουρος Καθηγητής,.Π.Θ. ΠΕΡΙΛΗΨΗ : οκιµές τριαξονικής φόρτισης σε άµµους οπλισµένες µε γεωυφάσµατα διαφόρων τύπων, χρησιµοποιούνται για τη µελέτη της επίδρασης του µεγέθους και του σχήµατος των κόκκων άµµου στη µηχανική συµπεριφορά του σύνθετου υλικού. Η οπλισµένη άµµος εµφανίζει υψηλότερη αντοχή και παραµόρφωση αστοχίας από τη µη οπλισµένη άµµο και διγραµµικές περιβάλλουσες αστοχίας. Οι τιµές της αντοχής και της παραµόρφωσης αστοχίας της οπλισµένης άµµου αυξάνονται µε την αύξηση του αριθµού στρώσεων γεωυφάσµατος και είναι υψηλότερες σε άµµους µε υπογωνιώδεις κόκκους από ότι σε άµµους µε στρογγυλευµένους κόκκους. Η διατµητική αντοχή της οπλισµένης άµµου παρουσιάζει µικρή αύξηση µε τη µείωση του µεγέθους κόκκων της άµµου. ABSTRACT : Triaxial compression tests on sands reinforced with geotextiles of different types, are used for the investigation of the effect of the size and shape of sand grains on the mechanical behavior of the composite material. The results obtained, indicate that reinforced sand presents higher strength and failure strain than the unreinforced sand and bilinear failure envelopes. The values of strength and failure strain of reinforced sand increase with increasing number of geotextile layers and are higher in sands with subangular grains than in sands with rounded grains. Shear strength of reinforced sand presents a slight increase with decreasing grain size of sand. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο ασφαλής και οικονοµικός σχεδιασµός κατασκευών από έδαφος οπλισµένο µε γεωυφάσµατα προϋποθέτει τη γνώση είτε της µηχανικής συµπεριφοράς του σύνθετου υλικού (έδαφος + γεωύφασµα) είτε του µηχανισµού αλληλεπίδρασης στην επιφάνεια επαφής µεταξύ εδάφους και γεωυφάσµατος. Ο µηχανισµός αλληλεπίδρασης µελετάται πειραµατικά µε τη διεξαγωγή είτε τροποποιηµένων δοκιµών άµεσης διάτµησης, στις οποίες το έδαφος ολισθαίνει πάνω στην επιφάνεια του γεωυφάσµατος, είτε ειδικών δοκιµών εξόλκευσης, στις οποίες φύλλο γεωυφάσµατος εγκιβωτισµένο στη µάζα του εδάφους έλκεται µέχρις ότου ολισθήσει. Για την εργαστηριακή διερεύνηση της µηχανικής συµπεριφοράς του οπλισµένου εδάφους έχουν χρησιµοποιηθεί συχνά συνήθεις ή τροποποιη- µένες διατάξεις δοκιµών τριαξονικής φόρτισης (για παράδειγµα, Holtz et al., 1982; Gray and AI-Refeai, 1986; Shen et al., 1988; Haeri et al., 2000) και έχουν εξεταστεί δοκίµια οπλισµένου εδάφους συµβατικού ή και µεγάλου µεγέθους µε διαµέτρους που φθάνουν τα 35 cm (Cazzuffi et al., 1993) ή ακόµα και τα 1,6 m (Futaki et al., 1990). Κλασσική διάταξη τριαξονικής φόρτισης χρησιµοποιήθηκε για τη διενέργεια εκτεταµένης εργαστηριακής διερεύνησης σε άµµους µε διαφορετικά χαρακτηριστικά, οπλισµένες µε γεωυφάσµατα διαφόρων τύπων και τα αποτελέσµατα που προέκυψαν, παρουσιάζονται στην παρούσα εργασία. Κύριος στόχος αυτής της έρευνας είναι η µελέτη της επίδρασης του µεγέθους και του σχήµατος των κόκκων της άµµου στη µηχανική συµπεριφορά και στη διατµητική αντοχή άµµου οπλισµένης µε γεωυφάσµατα. 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 1

2 2. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΙΑ ΙΚΑΣΙΕΣ Για τις ανάγκες αυτής της εργαστηριακής διερεύνησης, εκτελέστηκαν σειρές δοκιµών τριαξονικής φόρτισης. Για την εκτέλεση όλων των δοκιµών χρησιµοποιήθηκαν 6 διαφορετικές άµ- µοι, σε πυκνή και ξηρή κατάσταση, και 4 διαφορετικά υφασµένα και µη υφασµένα γεωυφάσµατα που διατίθενται στο εµπόριο. Οι άµµοι που χρησιµοποιήθηκαν είναι οµοιόµορφες και καθαρές και οι ιδιότητές τους παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Η επιλογή τους έγινε, έτσι ώστε να διερευνηθεί η επίδραση του µεγέθους και του σχήµατος των κόκκων της άµµου στην αντοχή και παραµορφωσιµότητα του οπλισµένου εδάφους. Έτσι, οι 3 από αυτές (4-10, και 20-30) αποτελούνται από υπογωνιώδεις κόκκους, ενώ αυτές µε την εµπορική ονοµασία (20-30, και ) είναι χαλαζιακές µε στρογγυλευµένους κόκκους. Με βάση τις τιµές του µέγιστου και ελάχιστου µεγέθους κόκκων, D max και D min αντίστοιχα (Πίνακας 1) και το πρότυπο ASTM D422, προκύπτει ότι η άµµος 4-10 είναι χονδρόκοκκη, η άµµος είναι λεπτόκοκκη και οι υπόλοιπες άµµοι είναι µέσες. Από τις τιµές της γωνίας εσωτερικής τριβής, φ, των άµµων σε πυκνή και ξηρή κατάσταση, που φαίνονται στον Πίνακα 1, διαπιστώνεται ότι, όπως αναµενόταν, το σχήµα κόκκων έχει σηµαντική επίδραση στη διατµητική αντοχή των άµµων, αφού αυτές µε υπογωνιώδεις κόκκους εµφανίζουν υψηλότερες τιµές γωνίας εσωτερικής τριβής από τις άµµους µε στρογγυλευµένους κόκκους. Τα γεωυφάσµατα που χρησιµοποιήθηκαν, προέρχονται από κατασκευάστριες εταιρίες του εξωτερικού και επελέγησαν έτσι ώστε να εξεταστεί η επίδραση των παραµέτρων αυτής της εργαστηριακής διερεύνησης (σχήµα και µέγεθος κόκκων άµµου) σε έδαφος οπλισµένο µε υλικά διαφόρων τύπων. Έτσι, εξετάστηκε το Πίνακας 1. Ιδιότητες Εδαφών Table 1. Soil Properties Άµµος Μεγέθη Κόκκων (mm) Λόγοι Κενών Γωνία Τριβής D max D 50 D min e max e min φ ( ο ) ,75 3,00 2,00 0,81 0,51 41, ,18 1,00 0,85 0,92 0,58 47, ,85 0,71 0,60 0,96 0,62 46,0 0,85 0,71 0, ,77 0,46 36,0 0,60 0,51 0, ,85 0,52 37,0 0,43 0,25 0, ,79 0,52 37,5 θερµικά συγκολληµένο µη υφασµένο γεωύφασµα από πολυπροπυλένιο, Typar SF77, και το υφασµένο γεωύφασµα από πολυπροπυλένιο, Bonar SG80/80. Τα γεωυφάσµατα αυτά δεν έχουν ανοίγµατα. Για το λόγο αυτό, χρησιµοποιήθηκαν και δύο υφασµένα γεωυφάσµατα µε διαφορετικά µεγέθη ανοιγµάτων, το Huesker HaTe από πολυεστέρα µε επικάλυψη PVC και το Nicolon από πολυαιθυλένιο. Ιδιότητες όλων των γεωυφασµάτων, µε βάση πληροφορίες που παρέχονται από τους κατασκευαστές, παρουσιάζονται στον Πίνακα 2. Στα πλαίσια αυτής της εργαστηριακής διερεύνησης εξετάστηκε, εκτός των άλλων, και η επίδραση του αριθµού στρώσεων γεωυφάσµατος στην αντοχή και παραµορφωσιµότητα του οπλισµένου εδάφους. Για το σκοπό αυτό, εκτελέστηκαν δοκιµές τριαξονικής φόρτισης σε δοκίµια άµµου οπλισµένης µε 3 και 5 δίσκους γεωυφάσµατος. Οι συγκεκριµένοι αριθµοί στρώσεων υπαγορεύτηκαν από προηγούµενη παρατήρηση σύµφωνα µε την οποία, για λιγότερες στρώσεις γεωυφάσµατος, η περιβάλλουσα αστοχίας της οπλισµένης άµµου δεν παρουσιάζει πάντα τη χαρακτηριστική θλάση (Ατµατζίδης κ.α., 1992). Τα δοκίµια είχαν διά- µετρο 50 mm και συνολικό ύψος 106 mm. Οι δίσκοι των γεωυφασµάτων είχαν διάµετρο ίση µε τη διάµετρο του δοκιµίου και τοποθετούνταν κάθετα στον άξονα του δοκιµίου και στις θέσεις που φαίνονται στα Σχήµατα 1α και 1β, για δοκίµια µε 3 και 5 στρώσεις γεωυφάσµατος, αντίστοιχα. ιατάξεις οπλισµών στα δοκί- µια µε 5 στρώσεις γεωυφάσµατος, ίδιες µε αυτές του Σχήµατος 1β, έχουν χρησιµοποιηθεί Πίνακας 2. Ιδιότητες Γεωυφασµάτων Table 2. Geotextile Properties Γεωύφασµα Typar Bonar SG Nicolon Huesker SF 77 80/ Πάχος (mm) 0,65 + 1,35 + 0,90 1,15 Βάρος * (gr/m 2 ) ,4 225 Μέγεθος Ανοιγµάτων (mm) ,77 1,20 Φορτίο Θραύσης 20,0 82/86 $ $ 2,2/2,0 (kn/m) # kν/5cm 32/32$ Επιµήκυνση (%) # 70 20/11 $ 27/22 $ 15/18 $ + : Υπό πίεση ίση µε 2 kpa *: Μάζα ανά µονάδα επιφάνειας # : Αποτελέσµατα δοκιµής σε εφελκυσµό $ : Κατά τη / Κάθετα στη διεύθυνση παραγωγής 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 2

3 (α) (β) Σχήµα 1. οκίµια Άµµου Οπλισµένης µε (α) 3 και (β) 5 Στρώσεις Γεωυφάσµατος. Figure 1. Sand Samples Reinforced with (a) 3 and (b) 5 Layers of Geotextile. και στο παρελθόν (Ατµατζίδης κ.α., 1992; Atmatzidis et al., 1994; Atmatzidis and Athanasopoulos, 1994). Η συµπύκνωση της άµµου γινόταν µε ειδικά κατασκευασµένο τύπτρο ώστε να επιτυγχάνεται οµοιόµορφη συµπύκνωσή της µεταξύ των στρώσεων γεωυφασµάτων. Όλες οι δοκιµές τριαξονικής φόρτισης εκτελέστηκαν µε άµµο σε πυκνή και ξηρή κατάσταση, µε πίεση θαλάµου, σ 3, ίση µε 50, 100, 200 και 400 kpa και µε σταθερό ρυθµό αξονικής παραµόρφωσης ίσο µε 0,6 mm/min. 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Από τις καµπύλες εκτροπικής τάσης αξονικής παραµόρφωσης που προέκυψαν από τις δοκιµές τριαξονικής φόρτισης που εκτελέστηκαν σε άµµο οπλισµένη µε 3 και 5 στρώσεις γεωυφασµάτων, προσδιορίστηκαν δύο χαρακτηριστικά µεγέθη, η παραµόρφωση αστοχίας, ε α, και ο λόγος εκτροπικών τάσεων, S R, που χρησιµοποιούνται στη συνέχεια για την ποσοτικοποίηση και αξιολόγηση της αντοχής και της παραµορφωσιµότητας του οπλισµένου εδάφους. Η παραµόρφωση αστοχίας είναι η αξονική παραµόρφωση του δοκιµίου σε συνθήκες αστοχίας. Ως συνθήκες αστοχίας στις δοκιµές που εκτελέστηκαν, θεωρούνται (α) η εµφάνιση µέγιστης εκτροπικής τάσης ή (β) µια τιµή αξονικής παραµόρφωσης ίση µε 20%, όταν δεν εµφανίζεται µέγιστη εκτροπική τάση. Ο λόγος εκτροπικών τάσεων προκύπτει, για δοκι- µές που εκτελέστηκαν µε την ίδια πλευρική τάση, διαιρώντας την εκτροπική τάση αστοχίας του δοκιµίου οπλισµένου εδάφους προς την εκτροπική τάση αστοχίας του δοκιµίου µη οπλισµένου εδάφους. Οι εκτροπικές τάσεις αστοχίας προκύπτουν µε βάση τις συνθήκες αστοχίας που περιγράφηκαν παραπάνω. Στο Σχήµα 2α φαίνονται οι παραµορφώσεις αστοχίας της µη οπλισµένης και της οπλισµένης άµµου µε 3 και 5 στρώσεις γεωυφάσµατος. Παρατηρείται ότι η οπλισµένη άµµος εµφανίζει µεγαλύτερες παραµορφώσεις αστοχίας από τη µη οπλισµένη άµµο. Επίσης, η αύξηση των στρώσεων γεωυφάσµατος οδηγεί σε αύξηση της παραµόρφωσης αστοχίας της οπλισµένης άµµου. Οι παρατηρήσεις αυτές είναι σε συµφωνία µε τις παρατηρήσεις άλλων ερευνητών (Haeri et al., 2000). Από το Σχήµα 2β φαίνεται ότι οι οπλισµένες άµµοι µε στρογγυλευµένους κόκκους παρουσιάζουν χαµηλότερες τιµές παραµόρφωσης αστοχίας από τις άµµους µε υπογωνιώδεις κόκκους. Η αύξηση της πλευρικής τάσης οδηγεί σε αύξηση της παραµόρφωσης αστοχίας των οπλισµένων άµµων µε στρογγυλευµένους κόκκους, ενώ δεν έχει επίδραση στην παραµόρφωση αστοχίας των οπλισµένων άµµων µε υπογωνιώδεις κόκκους. Στον Πίνακα 3 παρουσιάζονται τα πεδία τιµών της παραµόρφωσης αστοχίας που προέκυψαν, για όλες τις πλευρικές τάσεις που χρησιµοποιήθηκαν στις δοκιµές σε άµµους οπλισµένες µε 5 στρώσεις γεωυφασµάτων. Τα στοιχεία του Πίνακα 3 επιβεβαιώνουν την προηγούµενη παρατήρηση ότι οι άµµοι µε στρογγυλευµένους κόκκους παρουσιάζουν χαµηλότερες παραµορφώσεις αστοχίας από τις άµ- µους µε υπογωνιώδεις κόκκους. Επίσης, φαίνεται ότι οι παραµορφώσεις αστοχίας των άµ- µων µε υπογωνιώδεις κόκκους κυµαίνονται γε- 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 3

4 Παραµόρφωση Αστοχίας, εα (%) Παραµόρφωση Αστοχίας, εα (%) Γεωύφασµα: Huesker HaTe Άµµος : Υπογωνιώδης Στρώσεις 3 Στρώσεις Μη οπλισµένη (β) Πλευρική Τάση, σ 3 (kpa) (α) Γεωύφασµα: Bonar SG80/80 Αριθµός Στρώσεων : 5 Υπογωνιώδεις Άµµοι Στρογγυλευµένες Άµµοι Πλευρική Τάση, σ 3 (kpa) Σχήµα 2. Παραµορφώσεις Αστοχίας Άµµων Οπλισµένων µε Γεωυφάσµατα. Figure 2. Failure Strains of Sands Reinforced with Geotextiles. νικά µεταξύ 10% και 18,5%, για όλα τα γεωυφάσµατα που εξετάστηκαν. Οι τιµές αυτές θεωρούνται υψηλές σε σχέση µε αυτές των αντίστοιχων µη οπλισµένων άµµων που κυµαίνονται από 3% ως 7,5%. Στις οπλισµένες άµµους µε στρογγυλευµένους κόκκους και για όλα τα γεωυφάσµατα που εξετάστηκαν, οι παραµορφώσεις αστοχίας κυµαίνονται γενικά από 3,5% ως 12,5% και είναι αυξηµένες συγκριτικά µε τις τιµές (1,5% - 3,8%) που εµφανίζουν οι αντίστοιχες µη οπλισµένες άµµοι. Πίνακας 3. Παραµορφώσεις Αστοχίας Άµµων Οπλισµένων µε 5 Στρώσεις Γεωυφασµάτων Table 3. Failure Strains of Sands Reinforced with 5 Layers of Geotextiles Γεωύφασµα Άµµος Typar Bonar Nicolon Huesker SF77 SG80/ ,8-12,0 10,1-16,3 11,3-17,9 12,0-13, ,9-13,7 11,5-14,9 11,6-18,6 16,5-18, ,1-18,4 10,9-14,2 8,7-16,0 13,4-17, ,3-5,6 3,8-7,1 5,2-9,2 4,7-11, ,8-8,0 4,7-9,0 4,5-10,6 4,5-14,4 3,8-12, ,3-9,0 5,2-12,3 10,9-12,7 Εκφρασµένες σαν ποσοστά % Στο Σχήµα 3 παρουσιάζεται η επίδραση του σχήµατος των κόκκων άµµου, του αριθµού στρώσεων γεωυφάσµατος και της πλευρικής τάσης στο λόγο εκτροπικών τάσεων. Προκύπτει ότι ο λόγος εκτροπικών τάσεων µειώνεται µε την αύξηση της πλευρικής τάσης και ότι η αύξηση του αριθµού στρώσεων γεωυφάσµατος οδηγεί σε αύξηση της αντοχής του οπλισµένου εδάφους, σε συµφωνία µε τις παρατηρήσεις και άλλων ερευνητών (Haeri et al., 2000). Επίσης, για τον ίδιο αριθµό στρώσεων γεωυφάσµατος, ο συγκεκριµένος λόγος είναι µεγαλύτερος στην άµµο µε υπογωνιώδεις κόκκους από ότι στην άµµο ίδιας κοκκοµετρίας µε στρογγυλευµένους κόκκους. Τα πεδία τιµών του λόγου εκτροπικών τάσεων που προέκυψαν, από δοκιµές που εκτε- Λόγος Εκτροπικών Τάσεων, S R 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Γεωύφασµα : Huesker HaTe Κοκκοµετρία άµµων : Γωνιώδης, 5 Στρώσεις Στρογγ/µένη, 5 Στρώσεις Γωνιώδης, 3 Στρώσεις Πλευρική Τάση, σ 3 (kpa) Σχήµα 3. Λόγοι Εκτροπικών Τάσεων Οπλισµένων Άµµων µε 3 & 5 Στρώσεις Γεωυφάσµατος. Figure 3. Deviator Stress Ratios for Reinforced Sands with 3 & 5 Layers of Geotextile. 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 4

5 λέστηκαν µε πλευρικές τάσεις ίσες µε 50, 100 και 200 kpa σε άµµους οπλισµένες µε 5 στρώσεις γεωυφασµάτων, παρουσιάζονται στον Πίνακα 4. Σε κάθε περίπτωση παρατηρείται αύξηση της αντοχής των άµµων λόγω οπλισµού. Οι τιµές του λόγου S R κυµαίνονται µεταξύ των ορίων 1,9 και 5,9 στις άµµους µε υπογωνιώδεις κόκκους και µεταξύ των ορίων 1,7 και 3,9 στις άµµους µε στρογγυλευµένους κόκκους. Εποµένως, µπορεί να διατυπωθεί το συµπέρασµα ότι η ενίσχυση των άµµων µε 5 στρώσεις γεωυφάσµατος προκαλεί από διπλασιασµό έως και τετραπλασιασµό ή και εξαπλασιασµό της αντοχής τους, ανάλογα µε το σχήµα των κόκκων τους. Ο τύπος και οι ιδιότητες του γεωυφάσµατος φαίνεται να επιδρούν στην τιµή του λόγου S R, αφού οι χαµηλότερες τιµές του προέκυψαν για άµµους οπλισµένες µε το υφασµένο γεωύφασµα Nicolon (Πίνακας 4). Στα Σχήµατα 4 και 5 παρουσιάζονται οι περιβάλλουσες αστοχίας που προέκυψαν για άµ- µους οπλισµένες µε 3 και 5 στρώσεις γεωυφασµάτων. Παρατηρείται ότι όλες οι περιβάλλουσες αστοχίας έχουν σαφώς διγραµµική µορφή σε συµφωνία µε τα συµπεράσµατα και άλλων ερευνητών (Gray et al., 1982; Gray and AI-Refeai, 1986). Λόγω της διγραµµικής µορφής των περιβαλλουσών αστοχίας, διακρίνονται στο οπλισµένο έδαφος δύο περιοχές αστοχίας, η περιοχή I (σ ηα <σ vcr ), όπου η αστοχία οφείλεται σε ολίσθηση του γεωυφάσµατος σε σχέση µε το έδαφος, και η περιοχή II (σ ηα >σ νcr ), όπου η αστοχία προκύπτει κατά την κοινή παραµόρφωση γεωυφάσµατος και εδάφους. Η κρίσιµη ορθή τάση, σ vcr, όπου παρατηρείται η χαρακτηριστική θλάση των περιβαλλουσών αστοχίας των Σχηµάτων 4 και 5, έχει τιµές που κυµαίνονται από 132 kpa ως 255 kpa. Πίνακας 4. Λόγοι Εκτροπικών Τάσεων Άµµων Οπλισµένων µε 5 Στρώσεις Γεωυφασµάτων Table 4. Deviator Stress Ratios for Sands Reinforced with 5 Layers of Geotextiles Γεωύφασµα Άµµος Typar Bonar Nicolon Huesker SF77 SG80/ ,4-4,4 2,5-4,4 2,1-3,6 2,4-4, ,3-5,3 2,6-5,4 1,9-3,9 2,6-5, ,6-5,6 3,0-5,5 2,1-3,9 2,4-5,4 2,5-3, ,1-2,6 1,7-2,8 2,0-3,8 2,2-2, ,2-2,4 1,7-2,1 2,4-2,8 2,2-2, ,5-3,2 1,8-2,7 2,2-3,0 Σχήµα 4. Επίδραση του Αριθµού Στρώσεων Γεωυφάσµατος στη ιατµητική Αντοχή Άµµου. Figure 4. Effect of the Number of Geotextile Layers on Shear Strength of Sand. Παρατηρείται επίσης ότι η διατµητική αντοχή της οπλισµένης άµµου είναι υψηλότερη από αυτή της µη οπλισµένης άµµου και αυξάνεται µε την αύξηση του αριθµού στρώσεων γεωυφάσµατος (Σχήµα 4). Στο Σχήµα 5 φαίνεται ότι, για τον ίδιο αριθµό στρώσεων γεωυφάσµατος, το σύνθετο υλικό παρουσιάζει µεγαλύτερη διατµητική αντοχή µε υπογωνιώδεις άµµους από ότι µε στρογγυλευµένες άµµους, γεγονός που αποδίδεται στις µεγαλύτερες γωνίες εσωτερικής τριβής των υπογωνιωδών άµµων συγκριτικά µε αυτές των στρογγυλευµένων άµ- µων (Πίνακας 1). Ακόµα, για άµµους µε το ίδιο σχήµα κόκκων και παρά το γεγονός ότι οι παρατηρούµενες διαφορές (µε εξαίρεση την άµµο 4-10) είναι γενικά µικρές, η διατµητική αντοχή του σύνθετου υλικού δείχνει να αυξάνεται όσο µειώνεται το µέγεθος κόκκων της άµµου (Σχή- µα 5). Η παρατήρηση αυτή µπορεί να αποδοθεί (α) στην αύξηση (µε µόνη εξαίρεση την άµ- µο 16-20) της γωνίας εσωτερικής τριβής της άµµου, όσο µειώνεται το µέγεθος των κόκκων της (Πίνακας 1) ή/και (β) στη βελτίωση της συνεργασίας µεταξύ άµµου και γεωυφάσµατος, λόγω της αύξησης του αριθµού επαφών µεταξύ των δύο υλικών που προκαλείται από τη µείωση του µεγέθους κόκκων της άµµου. 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Με βάση τα αποτελέσµατα που προέκυψαν και τις παρατηρήσεις που έγιναν στα πλαίσια αυτής της εργαστηριακής διερεύνησης, µπορούν να διατυπωθούν τα εξής συµπεράσµατα: 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 5

6 Σχήµα 5. Περιβάλλουσες Αστοχίας Άµµων Οπλισµένων µε 5 Στρώσεις Γεωυφασµάτων. Figure 5. Failure Envelopes of Sands Reinforced with 5 Layers of Geotextiles. Η οπλισµένη άµµος µε γεωυφάσµατα έχει υψηλότερη αντοχή και παραµόρφωση αστοχίας από τη µη οπλισµένη άµµο. Οι τιµές των δύο αυτών µεγεθών αυξάνονται µε την αύξηση του αριθµού στρώσεων γεωυφάσµατος. Η ενίσχυση άµµων µε 5 στρώσεις γεωυφάσµατος µπορεί να επιφέρει από διπλασιασµό ως και τετραπλασιασµό (στις άµµους µε στρογγυλευµένους κόκκους) ή ως και εξαπλασιασµό (στις άµµους µε υπογωνιώδεις κόκκους) της αντοχής τους. Οι οπλισµένες άµµοι µε υπογωνιώδεις κόκκους παρουσιάζουν υψηλότερες αντοχές και παραµορφώσεις αστοχίας από τις οπλισµένες άµµους µε στρογγυλευµένους κόκκους. Οι περιβάλλουσες αστοχίας των οπλισµένων άµµων µε γεωυφάσµατα έχουν διγραµµική µορφή. Η διατµητική αντοχή της οπλισµένης άµµου παρουσιάζει γενικά µικρή σχετικά αύξηση µε τη µείωση του µεγέθους κόκκων της άµµου, η οποία πιθανότατα οφείλεται στις τιµές της γωνίας εσωτερικής τριβής των άµµων ή/και στην καλύτερη συνεργασία µεταξύ άµµου και γεωυφάσµατος. 5. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ευχαριστίες εκφράζονται στην Επιτροπή Ερευνών του ηµοκριτείου Πανεπιστηµίου Θράκης για την οικονοµική υποστήριξη αυτής της ερευνητικής προσπάθειας καθώς και στους κ.κ. Χ. Γαλάνη και Γ. Μαρούλα για την εκτέλεση αριθ- µού δοκιµών τριαξονικής φόρτισης. 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 6

7 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Ατµατζίδης,.Κ., Αθανασόπουλος, Γ.Α. και Μάρκου, Ι.Ν. (1992), Γωνία τριβής εδάφους οπλισµού από δοκιµές τριαξονικής φόρτισης. Πρακτικά, 2ο Παν. Συνέδριο Γεωτεχνικής Μηχ/κής, Θεσσαλονίκη, Τόµος 1, σελ Atmatzidis, D.K. and Athanasopoulos, G.A. (1994), Sand geotextile friction angle by conventional shear testing. Proc., XIIIth Int. Conf. on Soil Mech. & Foundation Engrg., New Delhi, Vol. 3, pp Atmatzidis, D.K., Athanasopoulos, G.A. and Papantonopoulos, C.I. (1994), Sand geotextile interaction by triaxial compression testing. Proc., 5th Int. Conf. on Geotextiles, Geomembranes and Related Products, Singapore, Vol. 1, pp Cazzuffi, D., Picarelli, L., Ricciuti, A. and Rimoldi, P. (1993), Laboratory investigations on the shear strength of geogrid reinforced soils. Proc., Geosynthetic Soil Reinforcement Testing Procedures, ASTM STP 1190, pp Futaki, M., Suzuki, H. and Yamato, S. (1990), Super large triaxial compression tests on reinforced sand with high strength geogrid. Proc., 4th Int. Conf. on Geotextiles, Geomembranes and Related Products, The Hague, Vol. 2, pp Gray, D.H., Athanasopoulos, G.A. and Ohashi, H. (1982), "Internal / external fabric reinforcement of sand. Proc., 2nd Int. Conf. on Geotextiles, Las Vegas, Vol. 3, pp Gray, D.H. and AI-Refeai, T. (1986), "Behavior of fabric- vs. fiber- reinforced sand. Journal of Geotechnical Engineering, Vol. 112, No. 8, pp Haeri, S.M., Noorzad, R. and Oskoorouchi, A.M. (2000), Effect of geotextile reinforcement on the mechanical behavior of sand. Geotextiles and Geomembranes, Vol. 18, pp Holtz, R.D., Tobin, W.R. and Burke, W.W. (1982), "Creep characteristics and stress strain behavior of a geotextile reinforced sand. Proc., 2nd Int. Conf. on Geotextiles, Las Vegas, Vol. 3, pp Shen, C.K., Kim, O., Li, X.S. and Sohn, J. (1988), "Soil reinforcement interaction determined by extension test. Proc., Int. Geotech. Symp. on Theory & Practice of Earth Reinforcement, Fukuoka, pp ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/5-2/6/2006 7