زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

تخمین پتانسیل واگرایی خاک و تثبیت آن با استفاده از نانو سلولز

نویسندگان
دانشگاه یزد، دانشکدۀ مهندسی عمران
چکیده
وجود املاح سدیم در بعضی از خاک‌های ریزدانه رسی باعث ایجاد پدیدۀ واگرایی در این خاک‌ها می‌شود. عدم شناسایی دقیق رس‌های واگرا خسارات و خرابی‌هایی را به‌دنبال دارد زیرا ذرات خاک‌های رسی واگرا تحت شرایط خاصی متفرق شده و به‌سرعت شسته می‌شوند. در این پژوهش به بررسی میزان واگرایی خاک‌های رخنمون یافته در جنوب شرق یزد پرداختیم و در نهایت اصلاح پتانسیل واگرایی خاک با استفاده از نانو سلولز بررسی ‌شد. پس از انجام یک‌سری آزمایش‌های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی، مشخصات خاک‌های بررسی شده تعیین شد و درجۀ واگرایی خاک‌ها با انجام آزمایش‌های شیمیایی، پین‌هول،کرامب و هیدرومتری مضاعف مشخص شد. هم‌چنین با استفاده از سیستم طبقه‌بندی، واگرایی خاک­ها بررسی ‌شد. نهایتاً تثبیت واگرایی خاک با تهیه نمونه‌های ترکیب شده با 5/0، 1 و 5/1 درصد نانو سلولز انجام شد. نتایج نشان داد که خاک‌های بررسی شده در گمانه A دارای واگرایی متوسط و در گمانه B واگرایی شدید تا کمی واگرا است. بنابراین می­توان نتیجه گرفت هر چه به‌سمت مرکز دشت نزدیک‌تر شویم واگرایی بیش‌تر می­شود. هم‌چنین نتایج آزمایش‌های تثبیت واگرایی خاک نشان داد رطوبت بهینه و وزن مخصوص خشک حداکثر به‌ترتیب افزایش و کاهش می‌یابد. افزایش مقاومت تک‌محوری و عدد CBR نمونه‌ها نشان می‌دهد افزایش نانو سلولز تأثیر مثبت بر نمونه‌های اصلاح شده دارد و موجب اصلاح واگرایی خاک این منطقه می‌شود.
کلیدواژه‌ها

1. حداد ع.، جاودانیان ح.، ابراهیم پور ف.، "شناسایی و تثبیت خاک‌های واگرا: مطالعه موردی کانال انتقال آب سیمین دشت-گرمسار"، زمین‌شناسی مهندسی، دانشگاه خوارزمی 11، 1 (2017) 29-50.## 2. Singh B., Gahlot P. K., Purohit D. G. M., "Dispersive Soils Characterization, Problems and Remedies", International Research Journal of Engineering and Technology, 5 (6) (2018) 2478–2484. ## 3. Maharaj A., "The Evaulation of test protocols for dispersive soil identification in Southern Africa", PhD Thesis, University of Pretoria, (2013). ## 4. Abbaslou H., Hadifard H., Poorgohardi A., "Characterization of dispersive problematic soils and engineering improvement: A review", Computations and Materials in Civil Engineering, 1(2) (2016) 65-83. ## 5. عساکره ع., آوازه ا.،"بررسی تأثیر نانو رس بر رفتار خاک‌های واگرا (مطالعه موردی: شهرستان میناب در استان هرمزگان)"، (1396) 503-512. ## 6. زمردیان م.ع.، سلیمانی آ.، "تأثیر ماده افزودنی نانوسیلیس بر فرسایش‌پذیری خاک"، مجله علوم آب و خاک، 21 (1) (1396) 217 - 227. ## 7. Abbasi N., Farjad A., Sepehri S., "The use of nanoclay particles for stabilization of dispersive clayey soils", Geotechnical and Geological Engineering 36.1 (2018) 327-335.‌ ## 8. Gidday B. G., Satyendra M., "Improving the characteristics of dispersive subgrade soils using lime" Heliyon 6.2 (2020) e03384.‌ ## 9. مهرشاهی د.، مهرنهاد ح.، "بررسی ساختار مورفوتکتونیک دشت یزد-اردکان"، گزارش نهایی طرح پژوهشی، دانشگاه یزد (1378). ## 10. ASTM, "Test method for laboratory determination of water content of soil and rock by mass", Designation: D2216-98 (1998). ## 11. ASTM, "Standard test method for bulk specific gravity and density of compacted bituminous mixtures using paraffin-coated speciments", Designation: D1188-96 (2002). ## 12. ASTM, "Test method for specific gravity of soil solid by water pycnometer", Designation: D854, (1998). ## 13. ASTM, "Standard test method for materials finer than 75-μm (NO.200) sieve in mineral aggregates by washing", Designation: C117-13 (2013). ## 14. ASTM, "Standard test methods for liquid limit, plastic Limit, and plasticity index of soils", Designation: D4318 (1998). ## 15. ASTM, "Standard test methods for laboratory compaction characteristics of soil using standard effort (12 400 ft-lbf/ft3 (600 kN-m/m3))", Designation: D698-07 (2007). ## 16. ASTM, "Standard test method for unconfined compressive strength of cohesive soil", Designation: D2166 (2000). ## 17. Maharaj A., Paige-Green P., "The Pinhole Test for Dispersive Soil Identification", Engineering Geology for Society and Territory, 5 (2015) 1299-1303. ## 18. رحیمی ح.، عباسی ن.، "مهندسی ژئوتکنیک: خاک‌های مشکل‌آفرین"، چاپ اول، مؤسسه انتشارات دانشگاه تهران (1394). ## 19. Sherard J. L., Steele E. F., Decker R. S., Dunnigan L. P., "Pinhole test for identifying dispersive soils", Journal of the Geotechnical Engineering Division, 102 (1) (1976) 69-85. ## 20. ASTM, "Standard test method for identification and classification of dispersive clay soils by the pinhole test", Designation: D4647 (1998). ## 21. ASTM, "Standard test method for dispersive characteristics of clay soil by double hydrometer", Designation: D4221-17 (2017). ## 22. Bell F. G., Walker D., "A further examination of the nature of dispersive soils in Natal, South Africa", Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 33 (3) (2000) 187-199. ## 23. 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). ## 24. ASTM, D., "Standard test method for CBR (California bearing ratio) of laboratory-compacted soils." West Conshohocken, PA, United States (2007).‌ 25. ASTM, D. "Standard test methods for freezing and thawing compacted soil-cement mixtures" (2003).‌ ## 26. American Society for Testing and Materials "ASTM D2487- 17 Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System)", ASTM International, West Conshohocken, PA, (2017). ## 27. افتخاریان ل.، تی تی دژ ا.، خاکباز ب.، سارنگ ا.، صادقیان پ.، مهین روستا ر.، نواری م.، "آزمایشگاه مکانیک خاک"، ویراست دوم، نشر کتاب دانشگاهی (1378). ##