KFUPM ePrints

Effect of gradation and testing procedures on the load carrying capacity of calcareous sediments

Mohammad, Osman El Hussien (2001) Effect of gradation and testing procedures on the load carrying capacity of calcareous sediments. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
6Mb

Arabic Abstract

تستخدم التربة الجيرية عادة في إنشاء طبقات أساس الطرق ومدارج المطارات في المنطقة الشرقية للمملكة العربية السعودية . وهذه المواد تنتج بواسطة كسارات حيث تُخلط مواد ذات خواص وأحجام مختلفة للحصول على التدرج الحبيبي المطلوب . وعادة ما تكون هذه المواد ذات حساسية عالية للماء . بالإضافة للخواص غير الطبيعية للمواد الجيرية خصوصا تحت الظروف البيئية وزيادة أحمال الطرق فإن ملائمة إستعمال طرق الاختبار المتعارف عليها لإيجاد قوة تحمل هذه المواد أصبح مثار تساؤل ، وهذا ينتج من ضعف العلاقة بين النتائج المستقاة من المعمل والنتائج الحقلية بسبب استعادة الأحجار ذات الأحجام الكبيرة من عينة المعمل . في هذا البحث تمت دراسة تأثير التدرج الحبيبي وطرق الاختبار على قوة تحمل التربة الجيرية (المارل) . وقد تم ذلك بإجراء برنامج اختبارات تقليدية باستعمال اختبار نسبة تحمل كاليفورنيا ، قوة الانضغاط غير المحصور ومطرقة كلج . واستعملت في هذه الدراسة تدرجات حبيبه مختلفة لنوعين من التربة الجيرية . بالإضافة إلى ذلك ، تم تحضير اختبار عينات نسبة تحمل كاليفورنيا في قالب أكبر حجماً من القالب القياسي بغرض دراسة تأثير اشتمال العينة على أحجار كبيرة الحجم على قيمة نسبة تحمل كاليفورنيا وقراءة مطرقة كلج . كما تم أيضاً دراسة درجة دقة الطرق المستعملة لتصحيح تأثير استبعاد الأحجار كبيرة الحجم من العينات . وقد أثبتت النتائج أن للتدرج الحبيبي تأثير ملحوظ على قوة التحمل بواسطة اختبار الضغط غير المحصور ، بينما ليس له تأثير يذكر على نسبة تحمل كاليفورنيا وقراءة مطرقة كلج . بالإضافة إلى ذلك فإن الحد الأقصى لحجم الحجارة المشمولة في العينة كان له تأثير مهم على نسبة تحمل كاليفورنيا . كما أن الحصر الناتج من جدار قالب الاختبار له تأثير قوي على قيمة نسبة تحمل كاليفورنيا ، حيث يُحدث زيادة تقدر بحوالي 100% علاوة على ذلك ، فإن كفاءة الاختبار يكون مشكوك بها عندما تزيد قيم نسبة تحمل كاليفورنيا عن 200% . كما دلت النتائج على أن المعادلات التي استعملت لتصحيح تأثير استبعاد الأحجار الكبيرة أعطت قيمأً للكثافة الجافة قريبة من القيم التي أوجدت باستعمال التدرج الكامل والتي تم تحضيرها في قالب الدمك كبير الحجم إذ لا يتعدى الفرق 2% . ومن الملاحظ أن معادلة AASHTO-1 أعطت قيماً للكثافة أقل تقديراً ومعادلة ASTM أعطت قيماً أكثر تقديراً من القيم الفعلية ، بينما أعطت معادلة AASHTO-2 وطريقة الإزالة والتبديل قيماً أكثر دقة للكثافة .

English Abstract

Calcareous sediments are commonly used, in the eastern region of Saudi Arabia as base and subase material for roads and runways. The construction materials are produced from crushers in which materials with different qualities and particle sizes are mixed together and the final product is intended to have a certain gradation. The produced materials have acute water sensitivity. In addition to the upnormal behavior of the calcareous base course materials under the prevailing environmental and loading conditions. The adequacy of use of conventional testing procedures for strength determination of these materials is questionable. This is caused by the poor correlation between the laboratory and the field results as result of discarding the oversize particles for the laboratory samples. In this search program, the effect of gradation and testing procedures on the load carrying capacity of calcareous sediments (marls) was studied. This was achieved by performing a testing program using the CBR. Unconfined Compressive Strength and Clegg Hammer tests. Three different gradations for two different marls were used in the study. In addition, a large size compaction and CBR testing setup was used to study the effect of oversize particles on the CBR and CIV values. Furthermore, the applicability of the common oversize correction methods was investigated. The results clearly showed that soil gradation has a remarkable effect on the UCS values while its effect on the CBR and CIV results was not that significant. In addition, the maximum particle size, which was included in the specimens was found to have great significance on the CBR values. Furthermore, the maximum dry density and the optimum moisture content values were found to be independent of soil gradation. The mold confinement was found to have a significant effect on the CBR values. About 100% increase occurred on the CBR values as a result of mold confinement. In addition, CBR values greater than 200% were found to have questionable practicality. After implementing the oversize correction methods for the selected marls, it was observed that all equations approximated the dry density of the entire material and produced density values close to those obtained using the large mold, with less than 2% tolerances. However, the ASSHTO-1 and ASTM correction equations gave underestimated and overestimated values, respectively. While AASHTO-2 equation and scalp and replace methods gave accurate results.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:February 2001
Date Type:Completion
Subjects:Civil Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Civil Engineering Dept
Creators:Mohammad, Osman El Hussien
Committee Advisor:Aiban, Saad A.
Committee Members:Al-Abdul Wahhab, Hamad I. and Abduljauwad, Sahel N.
ID Code:10173
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:58
Last Modified:25 Apr 2011 10:24

Repository Staff Only: item control page