زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

شناسایی و تثبیت خاک‌های واگرا: مطالعه موردی کانال انتقال آب سیمین دشت-گرمسار

نویسندگان
1 دانشگاه سمنان، دانشکدۀمهندسی عمران
2 دانشگاه شهرکرد، دانشکدۀ فنی و مهندسی
3 دانشگاه سمنان، دانشکدۀ مهندسی عمران
چکیده
وجود املاح در بعضی از خاک­های ریزدانه رسی باعث ایجاد پدیده­ی واگرایی در این خاک­ها می­شود. عدم شناسایی دقیق رس­های واگرا خسارات و خرابی­هایی را به دنبال خواهد دشت زیرا ذرات خاک­های رسی واگرا تحت شرایط خاصی متفرق شده و به سرعت شسته می­شوند. در منطقه­ی سیمین دشت (واقع در استان سمنان)، برخی از سازه­های هیدرولیکی به­علت قرارگیری بر روی این نوع خاک­ها دچار آسیب­های جدی شده­اند. از اینرو در این تحقیق به بررسی خاک­های اطراف کانال انتقال آب در منطقه­ی مذکور و ارزیابی میزان واگرایی این خاک­ها پرداخته و در نهایت روش­های اصلاح این خاک­ها پیشنهاد شده است. بدین منظور نمونه­هایی از خاک محل تهیه و پس از تعیین مشخصات خاک، نمونه­های مذکور تحت آزمایش­های کرامب، هیدرومتری دوگانه و تست­های شیمیایی قرار گرفتند. نتایج حاصل بیانگر واگرایی خاک این منطقه به خصوص در اطراف کانال انتقال آب سیمین دشت بوده است. در این تحقیق تأثیر افزودن سیمان، آهک و آلومینیوم نیترات بر کاهش واگرایی نمونه­های خاک با انجام آزمایش­های پین­هول مورد بررسی واقع شد. نتایج آزمایش­های انجام شده بر روی نمونه­های اصلاح شده نشان داده که افزودن %5 سیمان، یا %5 آهک (بدون برطرف شدن کامل پدیده آبشستگی)، یا %3 آلومینیوم نیترات به خاک بسیار واگرا، و همچنین افزودن %3 سیمان، یا %5 آهک، یا %3 آلومینیوم نیترات به خاک واگرای این منطقه، موجب تثبیت آن خواهد شد.
کلیدواژه‌ها

3. ICOLD Bulletin, "Dispersive soils in Embankment Dams" No. 77 (1990). 4. Foster M., Fell R., Spannagle M., "A method for assessing the relative likelihood of failure of embankment dams by piping", Canadian Geotechnical Journal, Vol. 37, No. 5 (2000) 1025-1061. 5. Van de Graaff R., Patterson R.A., "Explaining the mysteries of salinity sodicity, SAR and ESP in on-site practice", Conference: Advancing On-site Wastewater Systems, University of Armidale, New England, September (2001) 25-27. 6. Edgar H.N., "Soil mechanics note No. 13: Dispersive clays. Soil Conservation Service", United States Department of Agriculture, Washington, D.C. (1991)11-12. 7. Indraratna B., Nutalaya P., Kuganenthira N., "Stabilization of a dispersive soil by blending with fly ash", Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, Vol. 24, No. 3 (1991) 275-290. 8. Umesh T.S., Dinesh S.V., Sivapullaiah P.V., "Characterization of dispersive soils. Materials Sciences and Applications", Vol. 2, No. 6, (2011) 629-633. 9. Sherard J.L., Decker R.S., Pyker N.L., "Piping in earth dams of dispersive clays", Specially Conference on Performance of Earth and Earth-Supported Structures, ASCE, Vol. 1, Part 1 (1972) 584-626. 10. Fan H., Kong L., "Empirical equation for evaluating the dispersivity of cohesive soil", Canadian Geotechnical Journal, Vol. 50, No. 9 (2013) 989-994. 11. Flores-Berrones R., Lopez-Acosta N.P., "Internal erosion due to water flow through earth dams and earth structures", INTECH Open Access Publisher (2011) 283-306. DOI: 10.5772/24615. 12. Fan H.H., Kong L.W., "Study on the dispersivity of the dam core soil of the Ningmute Reservoir on the Yellow River", In Proceedings of the 3rd International Conference on Problematic Soils, Adelaide, Australia, 7-9 April (2010) 89-96. 13. Ebrahimpour F., "Identification of dispersive soils in semnan and their stabilization. M.Sc. Dissertation", Department of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran (2012). 14. ASTM Standard D6572: "Standard test method for determining dispersive characteristics of clayey soils by crumb test", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pa. (2009). 15. Emerson W.W., "A classification of soil aggregrates based on their coherence in water", Australian Journal of Soil Research, Vol. 5 (1967) 47-57. 16. Kinney J.L., "Laboratory procedures for determining the dispersibility of clayey soils", Report No. REC-ERC-79-10, USBR, Denver, Colorado (1979). 17. ASTM Standard D4221: "Standard test method for dispersive characteristics of clay soil by double hydrometer", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pa. (2009). 18. Bell F., "Lime stabilization of clay minerals and soila", Engineering Geology, Vol. 42 (4) (1996) 223-237. 19. Kolias S., Kasselouri-Rigopoulou V., Karahalios A., "Stabilisation of clayey soils with high calcium fly ash and cement", Cement & Concrete Composites 27 (2005) 301-313. 20. ASTM Standard D4647: "Standard test method for identification and classification of dispersive clay by the pinhole test", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pa. (2009). 21. ASTM Standard D1557: "Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort (56,000 ft-lbf/ft3 (2,700 kN-m/m3))", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pa. (2009).