زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

مطالعه تاثیر نانو رس و پودر سنگ آهک بر ویژگی های ژئوتکنیکی خاکهای رسی شرق تبریز

نویسندگان
سارا غفاری 1
روزبه دبیری 2
1 گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
2 گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران.
چکیده
خاک­های رسی به دلیل کاهش شدید مقاومت و قابلیت افزایش حجم در اثر جذب رطوبت، به عنوان یکی از خاک­های مسئله­دار در کارهای مهندسی و عمرانی مطرح می­باشند. امروزه از نانو مواد همچون نانو رس در جهت بهسازی و تثبیت خاک های رسی استفاده می­شود. از سوی دیگر، حجم روز افزون نخاله­های حاصل از تخریب ساختمان­ها از جمله ذرات و قطعات سنگ مشکلات فراوانی را از نظر زیست محیطی در شهرهای بزرگ به وجود آورده­اند. هدف از این پژوهش، مطالعه امکان پذیری تاثیر ترکیب ماده افزودنی نانو رس و پودر سنگ آهک در خاک رس کوی نصر شهر تبریز جهت بهبود خــواص ﮊئــوتکنیکی از دیدگاه توانایی باربری و تغییر شکل می­باشد. در این تحقیق، نانو رس و پودر سنگ آهک در دو حالت جداگانه و ترکیبی با درصدهای 5 و 10 با خاک رس مخلوط شده­اند. عمل آوری بر روی نمونه­های تثبیت شده در مدت زمان 7،14 و28 روزه صورت گرفته است. به منظور ارزیابی میزان تاثیر گذاری مواد مذکور بر پارامترهای ژئوتکنیکی خاک رس آزمون­های آزمایشگاهی حدود آتربرگ، تراکم، تک محوری، برش مستقیم (تحت اثر تنش­های قائم 1، 2 و 3 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) انجام گرفته است. نتایج نشان می­دهد تاثیر همزمان 5% نانو رس به همراه 10 % پودر سنگ آهک در مدت زمان عمل آوری 7 روزه در شرایط دمای محیط به خاک رس سبب کاهش شاخص خمیری به مقدار 72 % ، بهبود ساختار دانه بندی و کاهش فضای خالی و افزایش مقاومت برشی به میزان 33 % شده است.










کلیدواژه‌ها
رس
بهسازی خاک
نانورس
سنگ آهک مرمریت
ظرفیت باربری
1. Noll M. R.; Bartlett C.; Dochat T. M.; “In Situ Permeability Reduction and Chemical Fixation Using Colloidal Silica”, National Outdoor Action Conference, Las Vegas, NV, p.443 – 57, 1992.
2. Yonekura R.; Miwa M.; “Fundamental Properties of Sodium Silicate Based Grout”, Geotechnical Conference, Singapore, p.439 –449, 1993.
4. Kakavand A.; Dabiri R.; “Experimental study of applying colloidal Nano Silica in improving sand -silt mixtures”, International Journal of Nano Dimension, Vol.9, No.4, p.357 -373, 2018.
9. Taha M. R.; Taha O. M. E.; “Influence of Nano -material on the expansive and shrinkage soil behavior”, Journal of Nanoparticle Research, Vol.14, No.10, p.1190, 2012.
10. Mohammadi M.; Niazian M.; “Investigation of Nano -clay effect on geotechnical properties of Rasht clay”, International Journal of Advanced Scientific and Technical Research, Vol.3, No.3, p.37 -46, 2013.
11. Chi Sun P.; Dixon C.; “Paving blocks made with recycled concrete aggregate and crushed clay brick”, Construction and Building Materials, Vol.20, p.569 -577, 2006.
12. Akash R.; Kumar N. J.; Sudhir M.; “Use of aggregates from recycled construction and demolition waste in concrete”, Resources Conservation and Recycling, Vol.50, p.71 -81, 2007.
13. Rockliff D.; “European standards for unbound mixtures – A status report”, unbound aggregates in road construction, A. R. Dawson editor, Balkema A. A. Pub. , Proceedings of the 5th International Symposium on Unbound Aggregates in Roads (UNBAR 5), Nottingham, U. K., 2000.
14. Kazmee H.; Tutumluer E.; “Evaluation of Aggregate Subgrade Materials used As Pavement Subgrade/Granular Sub base”, Research Report FHWA -ICT -15 -013, University of Illinois Urbana, Champaign, 2015.
15. Ahmed A.; Ugai K.; Kamei T.; “Investigation of Recycled Gypsum in Conjunction with Waste Plastic Trays for Ground Improvement”, Journal of Construction and Building Materials, Vol.25, No.1, p.208 –217, 2011.
16. Ahmed A.; Ugai K.; Kamei T.; “Application of Gypsum Waste Plasterboard and Waste Plastic Trays to Enhance the Performance of Sandy Soil”, Proceedings of Geo -Shanghai 2010 International Conference, Shanghai, China, No.207, p.165 –173, 2010.
17. Demirel B.; “The Effect of the Using Waste Marble Dust as Fine Sand on the Mechanical Properties of the Concrete”, International Journal of the Physical Sciences, Vol. 5, No.9, p.1372 – 1380, 2010.
18. Bolouri Bazaz J.; Zanjani M. M.; “Evaluation of Construction Waste Material Strength for using in Pavement”, Journal of Transportation Research, Vol.7, No.2, p.119 -133, 2010.
20. Bandra N.; Binoy T. H.; Aboujrad H. S.; Sato J.; “Pavement Subgrade Stabilization using Recycled Materials”, Proceeding Airfield and Highway Pavements conference, Florida University, ASCE, pp.605 -616, 2015.
23. Lan T.; Kaviratna P. D.; “Mechanism of clay tactoid exfoliation in epoxy -clay Nano composites”, Chemistry Master, pp. 2144 -2150, 1995.
24. Kava Sanat Payvar Company, www.kavasanat.ir .
25. ASTM D421 -85; “Dry Preparation of Soil Samples for Particle -Size Analysis and Determination of Soil Constants”, Annual book of ASTM standards, 1985.
26. ASTM D422 -63; “Standard Test Method for article -Size Analysis of Soils”, Annual book of ASTM standards; 1963.
27. ASTM D 4318 -95a; “Standard test method for liquid limit, plastic limit and plasticity index for soils”, Annual book of ASTM standards; 1995.
28. ASTM D 854 -02; “Standard test method for specific gravity of soil solids by water pycnometer”, Annual book of ASTM standards; 2002.
29 . ASTM -D 4972; “Standard test method for PH of soils”, Annual book of ASTM standards, 1995.
30. ASTM C618 -01; “Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolana for Use as Mineral Admixture”, Annual book of ASTM standards, 2001.
31. ASTM C305 -14; “Standard Practice for Mechanical Mixing of Hydraulic Cement Pastes and Mortars of Plastic Consistency”. Annual book of ASTM standards, 2016.
32 . ASTM -D 698 -00; “Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort (12,400 ft -lbf/ft3 (600 kN -m/m3))”, Annual book of ASTM standards, 2000.
33. ASTM D2166 -16; “Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil”, Annual book of ASTM standards; 2016.
34. ASTM D3080 -11; “Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils under Consolidated.2011, standards ASTM of book Annual”, Conditions Drained