زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

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

نویسندگان
دانشگاه یزد، دانشکدۀ مهندسی عمران
10.52547/jeg.15.2.253
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). ##