زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

پتانسیل واگرایی خاک کانال‌های آبیاری در مناطق خشک و نیمه‌خشک با اثربخشی امواج الکترومغناطیسی در روش شیمیایی: مطالعۀ موردی خوزستان

نویسندگان
دانشگاه پیام نور، دانشکدۀ شیمی
چکیده
بهره‌گیری از امواج الکترومغناطیس روی عصاره اشباع به‌عنوان یک عامل اثرگذار در افزایش دقت اندازه‌گیری پارامترهای شیمیایی و تعیین عوامل مؤثر بر حلالیت املاح خاک برای تشخیص دقیق‌تر میزان پتانسیل واگرایی خاک، خصوصاً خاک‌های نیمه‌واگرا است. در این پژوهش از اثربخشی امواج الکترومغناطیس بر تهیه گل اشباع به‌عنوان روشی نوین برای دست‌یابی به نتایج تجزیۀ شیمیایی دقیق‌تر استفاده شده است. یازده نمونه خاک از مناطق مختلف استان خوزستان که عمدتاً مسئله‌دار بوده‌اند جمع‌آوری شد. برای هر نمونه خاک آزمایش پین‌هول و آزمایش‌های شیمیایی روی عصاره‌های اشباع حاصل از: گل اشباع تحت تأثیر امواج فرابنفش (nm 360-256)، امواج مرئی(nm700-400)، بدون تابش امواج (روش استاندارد) انجام شد. پارامترهای شیمیایی EC، pH ، غلظت کاتیون‌ها و آنیون‌های مهم خاک اندازه‌گیری شدند، نتایج حاصل از اثربخشی امواج الکترومغناطیس با روش استاندارد تهیۀ عصاره اشباع و پین‌هول مقایسه شد. تحلیل مقادیر اندازه‌گیری شده EC, pH و نسبت جذب سدیم براساس روش معیار شیمیایی برای نمونه‌های تحت تابش منجر به تشخیص دقیق‌تر خاک‌های نیمه واگرا در نمونه‌های تحت تابش نسبت به نمونه‌های بدون تابش و آزمایش پین‌هول شد‌. ضرایب هم‌بستگی محاسبه شده برای نمونه‌های تحت تابش نشان داد این امواج بر حلالیت ژیپس و هالیت مؤثر است و نتایج اندازه‌گیری بسیار دقیق‌تر و واقعی‌تری نسبت به‌روش استاندارد ارائه کرده‌اند.
کلیدواژه‌ها

1. Arakelyan E. A., "Characteristics of the determination of the physical properties of gypsum soils", Soil Mechanics and Foundation Engineering, 23 (1) (1986) 27-29. https://doi.org/10.1007/BF0174339.## 2. Xing H., Xu H. X., Yang C., Y G., "Strength characteristics and mechanisms of salt-rich soil–cement", Engineering Geology,103 (1-2) (2009) 33-38. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2008.07.011. ## 3. Li M., Chai S., Du H., Wang C., "Effect of chlorine salt on the physical and mechanical properties of inshore saline soil treated with lime", Soils and Foundations, 56 (3) (2016) 327-335. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2016.04.001. ## 4. Ahmed K. I., "Effect of gypsum on the hydro-mechanical characteristics of partially saturated sandy soil", PhD diss., Cardiff University (2013). http://orca.cf.ac.uk/id/eprint/58191. ## 5. Al-Homoud A. S., Basma A. I., Malkawi H., Bashabsheh M. A. A., "Cyclic swelling behavior of clays", Journal of geotechnical engineering, 121 (7) (1995) 562-565. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9410(1995)121:7(562). ## 6. Al-Qaissy F. F., "Effect of gypsum content and its migration on compressibility and shear strength of the soil", PhD diss., M. Sc. Thesis, Building and Construction Eng. Dept., Univ. of Technology, Baghdad, Iraq (1989). ## 7. James A. N., Lupton A. R. R., "Gypsum and anhydrite in foundations of hydraulic structures", Geotechnique, 28 (3) (1978) 249-272. https://doi.org/10.1680/geot.1978.28.3.249. ## 8. شاهرخ ب. منصوری‌‌کیا م ت.، "ترمیم ژئوتکنیکی یک کانال ساخته شده در خاک مسئله‌دار، دهمین کنگره بین‌المللی مهندسی عمران"، دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه تبریز (1394). ## 9. Ramiah B. K., "The effect of chemicals on compressibility and strength of Baghdad silty clay" , RD 70 (1982) 82. ##10. Karlen D. L., Mausbach M. J., Doran J. W., Cline R. T., Harris R. F., Schuman G. E., "Soil quality: a concept, definition, and framework for evaluation (a guest editorial)", Soil Science Society of America Journal, 61 (1) (1997) 4-10. https://doi.org/10.2136/sssaj1997.03615995006100010001x. ## 11. Terzaghi K., Peck B., "Soil mechanics in engineering practice",(2nd). New York. Wiley (1967) 729. ## 12. Terzaghi K., "Theoretical soil mechanics", New York. Wiley (1943) 450-510. ## 13. United States Salinity Laboratory, Diagnoses and Improvement of Saline and Alkali Soils, Agriculture Handbook No. 60, USDA, Washington, DC, USA (1954). ## 14. Reitemeie R. F., Richards, L. A., "Reliability of the pressure- membrane method of extraction of soil solution", Soil Sci. illus., 57 (1944) 119-135. ## 15. Richard L. A., "A method of measuring soil moisture tension." Soil Sci. 68(1949) 95-112.United States Salinity Laboratory", "Diagnoses and Improvement of Saline and Alkali Soils", Agriculture Handbook No 60, USDA, Washington, DC, USA (1954). ## 16. Rahimi H., Abbasi, N., "Failure of concrete canal lining on fine sandy soils: a case study for the Saveh Project", Irrigation and Drainage: The journal of the International Commission on Irrigation and Drainage, 57 (1) (2008) 83-92. https://doi.org/10.1002/ird.350. ## 17. Pang X., Deng B., "Investigation of changes in properties of water under the action of a magnetic field", Science in China Series G: Physics, Mechanics and Astronomy, 51 (11) (2008) 1621-1632. ## 18. Cai R., Yang H., He J., Zhu W., "The effects of magnetic fields on water molecular hydrogen bonds", Journal of Molecular Structure, 938 (1-3) (2009) 15-9. ## 19. Wang Y., Wei H., Li Z., "Effect of magnetic field on the physical properties of water", Results in Physics, 8 (2018) 262-267. ## 20. Chibowski E., Szcześ A., "Magnetic water treatment–A review of the latest approaches", Chemosphere, 203 (2018) 54-67. ## 21. Ambashta R. D., Sillanpää M., "Water purification using magnetic assistance: a review", Journal of hazardous materials, 180 (1-3) (2010) 38-49. ## 22. Zhou K. X., Lu G. W., Zhou Q. C., Song J. H., Jiang S. T., Xia H. R., "Monte Carlo simulation of liquid water in a magnetic field", Journal of Applied Physics, 88 (4) (2000) 1802-1805. ## 23. Chang K. T., Weng C. I., "An investigation into the structure of aqueous NaCl electrolyte solutions under magnetic fields", Computational Materials Science, 43 (4) (2008) 1048-1055. ## 24. Wang Y., Zhang B., Gong Z., Gao K., Ou Y., Zhang J., "The effect of a static magnetic field on the hydrogen bonding in water using frictional experiments", Journal of Molecular Structure, 1052 (2013) 102-104. ## 25. Su N., Wu C. F., "Effect of magnetic field treated water on mortar and concrete containing fly ash", Cement and concrete composites, 25 (7) (2003) 681-688. ## 26. Novikov V. V., Fesenko E. E., "Molecular Biophysics-Hydrolysis of Some Peptides and Proteins in a Weak Combined (Constant and Low-Frequency Variable) Magnetic Field', Biophysics, 46 (2) (2001) 233-238. ## 27. Fesenko E. E., Novikov V. V., Bobkova N. V., "Decomposition of amyloid β-protein under the action of a weak magnetic field", Biophysics, 48 (2) (2003) 204-206. ## 28. Biryukov A. S., Gavrikov V. F., Nikiforova L. O., Shcheglov V. A., "New physical methods of disinfection of water", Journal of Russian Laser Research, 26 (1) (2005) 13-25. www.chemheritage.org/explore/Beckman/all.htm. ## 29. Horikoshi S., Watanabe T., Narita A., Suzuki Y., Serpone N., "The electromagnetic wave energy effect(s) in microwave–assisted organic syntheses(MAOS)" Scientific reports, 8 (1) (2018) 1-0. ## 30. Bensalah N., Nicola R., Abdel-Wahab A., "Nitrate removal from water using UV-M/S 2 O 4 2− advanced reduction process", International Journal of Environmental Science and Technology,. 11 (6) (2014) 1733-1742. ## 31. Melendez-Pastor I., Navarro-Pedreño J., Gómez I., Koch M., "Identifying optimal spectral bands to assess soil properties with VNIR radiometry in semi-arid soils", Geoderma, 147 (3-4) (2008) 126-132. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2008.08.004. ## 32. Keshavarzi A., Sarmadian F., "Mapping of Spatial Distribution of Soil Salinity and Alkalinity in a Semi-arid Region Land Reclamation", Annals of Warsaw University of Life Sciences-SGGW, Land Reclamation (2012). http://dx.doi.org/ 10.2478/v10060-011-0057-x. ## 33. Rezaei M., Ajalloeian R., Ghafoori M., "Geotechnical properties of problematic soils emphasis on collapsible cases", International Journal of Geosciences, 3 (1) (2012) 105-110. http://dx.doi.org/10.4236/ijg.2012.31012. ## 34. Mortimer C. E., "Chemistry(6th ed.)", Wadsworth, Belmont, CA (1993). ## 35. (a)Fesenko E. E., Gluvstein A. Y., "Changes in the state of water, induced by radiofrequency electromagnetic fields", FEBS letters. 367 (1) (1995) 53-55. ## (b) Yamashita M., Duffield C., Tiller W. A., "Direct Current Magnetic Field and Electromagnetic Field Effects on the pH and Oxidation-Reduction Potential Equilibration Rates of Water", 1. Purified Water. Langmuir, 19 (17) (2003) 6851-6856. ## 36. ASTM D4318, "Standard test methods for liquid limit, plastic limit, and plasticity index of soils", American Society for Testing and Materials (2010). ## 37. Wallender W. W., Tanji K. K., eds. "Agricultural salinity assessment and management", American Society of Civil Engineers (2011). https://doi.org/10.1061/9780784411698. ## 38. Reitemeier R. F., "Semi microanalysis of saline soil solution", Industrial and Engineering Chemistry Analytical Edition15 (1943) 393-402. ## 39. Sherard J. L., Dunnigan L. P., Decker R. S., "Identification and nature of dispersivesoils", Journal of geotechnical engineering. ASCE, 102 (GT1) (1976) 287-301. ## 40. Rahimi H., Delfi M.,"New Chemical Method for Evaluation of Soil dispersivity", In: Proceedings of the Second International Seminar on Soil Mechanics and Foundation Engineering of Iran (1993) 199-218. ## 41. Bell F. G., Maud R. R., "Dispersive soils: a review from a South African perspective", Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 27 (3) (1994) 195-210. https://doi.org/10.1144/GSL.QJEGH.1994.027.P3.02. ## 42. Bazargan J., Esmaeeli, D., "Criteria of the clay soils dispersal using chemical test", Journal of Engineering Geology, 4 (2) (2010) 917-942. ## 43. Craft C. D., Acciardi R. G.,"Failure of pore-water analyses for dispersion", Journal of Geotechnical Engineering 110,4 (1984) 459-472. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9410(1984)110:4(459). ## 44. Dahnke W. C., Recommended chemical soil test procedures for the North Central Region (1975). ## 45. Todd D. k., Mays L. W., "Groundwater hydrology ", New York: Wiley (2005) 535. ## 46. ASTM D4647,"Standard test method for identification and classification of dispersive clay soils by the pinhole test", American Society for Testing and Materials (1993) (Re-approved 1998). ## 47. Dascal O., Pouliot G., Hurtubise J., "Erodibility tests on a sensitive, cemented marine clay(Champlain Clay)", In Dispersive Clays, Related Piping, and Erosion in Geotechnical Projects. ASTM International (1977). https://doi.org/10.1520/STP26981S. ##