Effect of Fibreglass on Shear Strength and Dilation Characteristics of Sand

Abstract

In recent years, environmental awareness about the improvement of soil and recycling of waste materials are gaining more interest among the soil scientists and geotechnical engineers. Fibreglass is a type of plastic and lightweight material. This study was conducted to investigate the effect of fibreglass reinforcement content on the strength parameters of a typical beach sand. The shear strength of unreinforced sand and reinforced sand are carried out by direct shear box apparatus and California Bearing Ratio, CBR device. Three different contents of fibreglass by dry unit weight and relative density were used in this thesis. The percentage of fibreglass content was 0.5%, 1% and 1.5% by dry weight. Relative density was at three different states, loose, medium dense and dense. In direct shear test, it was observed from the results of the tests that the shear strength of sand was not influenced significantly by fibreglass content. An increase of the fibre content caused a decrease in the peak friction angle and dilation angle. According to the results, addition of the fibreglass reinforcement more than 0.5% by dry unit weight of sand, did not improve the shear strength of sand. In other words, the optimum fibreglass content was 0.5 percent. The CBR value increased with the addition of fibreglass reinforcement. Addition of 0.5% of fiberglass reinforcement caused an increase in both the CBR values and shear strength of the soil. Therefore, fibreglass reinforcement improved the engineering properties of the reinforced sands. Keywords: Sand stabilisation, dilation angle, direct shear box test, plastic fibreglass, shear strength parameters.

ÖZ : Son yıllarda, atık maddelerin geri dönüşümü ve zemin iyileştirilmesi konusunda çevre bilinci, zemin bilimleri ve jeoteknik mühendisleri arasında daha fazla ilgi kazanmaktadır. Cam elyafı plastik ve hafif bir malzeme türüdür. Bu çalışmanın amacı, cam elyafı takviye etkisinin tipik bir plaj kumunun kayma dayanımı parametreleri üzerindeki etkisinin araştırılmasıdır. Doğal ve takviyeli kumun kayma dayanımı parametreleri ve penetrasyon direnci, sırası ile, direkt kesme kutusu deneyi ve Kaliforniya taşıma oranı düzeneği kullanılarak belirlendi. Bu çalışmada kuru birim ağırlığın üç farklı yüzdelik değerinde ve farklı yoğunluk değerlerinde deneyler gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada kullanılan cam elyafı yüzdesi kumun kuru ağırlığının % 0.5, % 1 ve % 1.5 değerlerindedir. Kum numuneler üç farklı bağıl yoğunluk değerleri ve sıkışma yüzdelik değerlerinde: gevşek, orta sıklıkta ve yoğun sıkılıkta hazırlanmıştır. Direkt kesme kutusu testlerinin sonuçlarına bakıldığında, cam elyaf takviye yüzdesi artışının kum kayma gerilmesi üzerinde pek fazla bir etkisinin olmadığını göstermiştir. Test sonuçlarına göre, cam elyaf yüzdesinin, kumun kuru birim ağırlık yüzdesinin 0.5 değerinden yüksek olması, kumun kesme mukavemeti üzerinde olumlu bir etkiye sahip değildir. Cam elyaf optimum oranı yüzde 0.5 olarak bulunmuştur. Cam elyaf ilavesi ile KTO artmıştır. Yüzde 0.5 değerine kadar cam elyaf ilavesi KTO ve kayma mukavemetinde artışa neden olmuştur. Böylede, cam elyaf takviyesi takviyeli kumun mühendislik özelliklerini iyileştirmiştir. Anahtar Kelimeler: Kaliforniya Taşıma Oranı, dilatasyon açısı, direk kesme deneyi, cam elyaf, maksimum sürtünme açısı, kayma mukavemeti parametreleri.