Behaviour of tire shred – sand mixtures


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Abstract

Tire shreds and tire shred – soil mixtures can be used as alternative backfill material in many geotechnical applications. The reuse of tire shreds may not only address growing environmental and economic concerns, but also help solve geotechnical problems associated with low soil shear strength. In this study, an experimental testing program was undertaken using a large-scale triaxial apparatus with the goal of evaluating the optimum dosage and aspect ratio of tire shreds within granular fills. The effects on shear strength of varying confining pressure and sand matrix relative density were also evaluated. The tire shred content and tire shred aspect ratio were found to influence the stress–strain and volumetric strain behaviour of the mixture. The axial strain at failure was found to increase with increasing tire shred content. Except for specimens of pure tire shreds and with comparatively high tire shred content, the test results showed a dilatant behaviour and a well-defined peak shear strength. The optimum tire shred content (i.e., the one leading to the maximum shear strength) was approximately 35%. For a given tire shred content, increasing the tire shred aspect ratio led to increasing overall shear strength, at least for the range of tire shred aspect ratios considered in this study. The shear strength improvement induced by tire shred inclusions was found to be sensitive to the applied confining pressure, with larger shear strength gains obtained under comparatively low confinement.RésuméLes déchiquetures de pneus et les mélanges déchiquetures–sol peuvent être utilisés comme matériaux de remblai alternatif dans plusieurs applications géotechniques. La réutilisation de déchiquetures de pneus peuvent non seulement s'attaquer aux préoccupations environnementales et économiques croissantes, mais elle peut aussi aider à résoudre des problèmes reliés à la faible résistance au cisaillement des sols. Dans cette étude, un programme expérimental d'essais a été entrepris au moyen d'un appareil triaxial à grande échelle dans le but d'évaluer le dosage optimal et le rapport d'aspect des déchiquetures de pneus dans des remblais pulvérulents. On a aussi évalué les effets sur la résistance au cisaillement de la pression de confinement et de la densité relative variables. On a trouvé que la teneur en déchiquetures de pneus et le rapport d'aspect influençaient le comportement contrainte-déformation et de déformation volumétrique. On a trouvé que la déformation axiale à la rupture augmentait avec l'augmentation de la teneur en déchiquetures de pneus. À l'exception des spécimens ne contenant que des déchiquetures de pneus ou avec une teneur en déchiquetures de pneus comparativement élevée, les résultats des essais montrent un comportement dilatant et un pic de résistance au cisaillement bien défini. La teneur optimale de déchiquetures de pneus (i.e., celle donnant la résistance au cisaillement maximale) était approximativement de 35%. Pour une teneur en déchiquetures de pneus donnée, l'accrois se ment du rapport d'aspect des déchiquetures de pneus mène à une augmentation de la résistance au cisaillement globale, au moins pour la plage de rapports d'aspect considérés dans cette étude. On a trouvé que l'amélioration de la résistance au cisaillement induite par les inclusions de déchiquetures de pneus était sensible à la pression de confinement appliquée, avec des gains plus importants de résistance au cisaillement obtenus à des pressions de confinement comparativement faibles.

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