Características del efecto interfacial refuerzo-suelo en suelo reforzado con fibras basado en pruebas de extracción
Autores: Xiao, Dingkan; Zhang, Jun; Xu, Wei; Wang, Jiang; Qiu, Nianyuan; Wu, Juan; Ling, Huiyan; Qu, Bo; Yao, Zhihua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
Para investigar los efectos interfaciales entre el refuerzo y el suelo en suelos reforzados con fibras, este estudio desarrolló un novedoso probador de extracción horizontal y realizó pruebas de extracción con fibras de polipropileno gruesas en suelo simple, suelo cementado y suelo cementado reforzado con fibras finas. Se analizaron tres tipos de suelo: arcilla de bajo límite líquido, arcilla de alto límite líquido y arena arcillosa. El probador de extracción demostró ser científicamente robusto y eficiente. Dependiendo de las propiedades del suelo, las fibras de polipropileno gruesas fueron extraídas intactas o fracturadas. Las curvas de extracción mostraron patrones multi-pico distintos, con longitudes de onda estrechamente vinculadas a las características intrínsecas de la fibra. La longitud de onda de la curva de extracción para el suelo simple coincidió con la longitud de onda intrínseca de la fibra, mientras que fue ligeramente mayor en suelos cementados. La fuerza máxima de extracción aumentó con períodos de curado más prolongados, mayor contenido de cemento, mejor compactación y la adición de fibras de polipropileno finas. Entre estos factores, la compactación tuvo el impacto más significativo en la mejora del efecto interfacial suelo-fibra. La fricción, la cohesión y la entrelazado de las fibras crearon efectos de bloqueo, inhibiendo el deslizamiento de las fibras. Los procesos de hidratación del cemento deformaron aún más la fibra, aumentando su coeficiente de fricción y resistencia al deslizamiento. Los productos de hidratación también llenan los vacíos del suelo, mejorando la compactación del suelo, ampliando el área de contacto entre la fibra y el suelo, y mejorando las fuerzas de fricción y oclusión en la interfaz.
Descripción
Para investigar los efectos interfaciales entre el refuerzo y el suelo en suelos reforzados con fibras, este estudio desarrolló un novedoso probador de extracción horizontal y realizó pruebas de extracción con fibras de polipropileno gruesas en suelo simple, suelo cementado y suelo cementado reforzado con fibras finas. Se analizaron tres tipos de suelo: arcilla de bajo límite líquido, arcilla de alto límite líquido y arena arcillosa. El probador de extracción demostró ser científicamente robusto y eficiente. Dependiendo de las propiedades del suelo, las fibras de polipropileno gruesas fueron extraídas intactas o fracturadas. Las curvas de extracción mostraron patrones multi-pico distintos, con longitudes de onda estrechamente vinculadas a las características intrínsecas de la fibra. La longitud de onda de la curva de extracción para el suelo simple coincidió con la longitud de onda intrínseca de la fibra, mientras que fue ligeramente mayor en suelos cementados. La fuerza máxima de extracción aumentó con períodos de curado más prolongados, mayor contenido de cemento, mejor compactación y la adición de fibras de polipropileno finas. Entre estos factores, la compactación tuvo el impacto más significativo en la mejora del efecto interfacial suelo-fibra. La fricción, la cohesión y la entrelazado de las fibras crearon efectos de bloqueo, inhibiendo el deslizamiento de las fibras. Los procesos de hidratación del cemento deformaron aún más la fibra, aumentando su coeficiente de fricción y resistencia al deslizamiento. Los productos de hidratación también llenan los vacíos del suelo, mejorando la compactación del suelo, ampliando el área de contacto entre la fibra y el suelo, y mejorando las fuerzas de fricción y oclusión en la interfaz.