زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

تاثیر مخلوط آهک و خاکستر ذغال سنگ بر روی خصوصیات ژئوتکنیکی خاک رس جهت استفاده در خاکریزی‌های مهندسی

نویسندگان
1 دانشگاه آزاد اسلامی تبریز
2 آزاد اسلامی تبریز
چکیده
اخیرا پژوهش‌­هایی در زمینه استفاده از مواد معدنی مانند آهک و خاکستر ذغال سنگ در تثبیت خاک انجام پذیرفته و نتایج قابل قبولی بدست آمده است. با توجه به خصوصیات بالای خاکستر ذغال سنگ، در دسترس بودن و صرفه اقتصادی در ترکیب آن با آهک برای تثبیت خاک­‌های رسی می­‌تواند مورد توجه قرار گیرد. در این تحقیق، تاثیر همزمان آهک هیدراته و خاکستر ذغال سنگ بر رفتار و خصوصیات ژئوتکنیکی خاک رس طی آزمایش­‌های خصوصیات خمیری، تراکم، مقاومت فشاری تک محوری، نسبت باربری کالیفرنیا، برش مستقیم مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا خاک رس با درصدهای مختلف آهک هیدراته 4، 6 و7 درصد مخلوط شده و عمل آوری 28 روزه بر روی نمونه­‌ها انجام یافته است. سپس، خاکستر ذغال سنگ با درصدهای 5، 15، 25 و50 با خاک رس مورد مطالعه مجددا مخلوط گردیده و 28 روز عمل آوری صورت گرفته است. در انتها، مقدار بهینه آهک تعیین شده به مقادیر مشابه خاکستر ذغال سنگ به خاک رس افزوده شده و سپس 28 روز عمل آوری صورت گرفته است. نتایج بدست آمده نشان داد که مخلوط 7 % آهک هیدراته با 50 % خاکستر ذغال سنگ پس از عمل آوری 28 روزه می­‌توان به عنوان ترکیب مناسب جهت تثبیت خاک رس پیشنهاد نمود. زیرا ترکیب اشاره شده باعث گردیده تا مقاومت فشاری تک محوری را 1/87برابر، مقاومت برشی را 1/34 برابر و عدد CBR را 6/4 برابر افزایش دهد و شرایط را برای کاربرد خاک رس تثبیت شده جهت استفاده در خاکریز مهندسی را فراهم آورد.
کلیدواژه‌ها

Abolhasin Rad, S., Ghasemi, M. (2016). Soil stabilization using coal mine waste with lime. Third International Conference on New Research Achievements in Civil Engineering, Architecture and Urban Management, Tehran, Iran. https://civilica.com/doc/537743/ . (In Persian)
Akinwumi, I., Onyeiwu, M., Epelle, P., & Ajayi, V. (2023). Soil Improvement Using Blends of Coal Ash and Plantain Peel Ash as Road Pavement Layer Materials. Resources, 12(3), 41.
ASTM D421. (2007). Dry Preparation of Soil Samples for Particle-Size Analysis and Determination of Soil Constants. Annual book of ASTM standards.
ASTM D422. (2007). Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils. Annual book of ASTM standards.
ASTM D4318. (1995). Standard test method for liquid limit, plastic limit and plasticity index for soils. Annual book of ASTM standards.
ASTM D854. (2002). Standard test method for specific gravity of soil solids by water pycnometer. Annual book of ASTM standards.
ASTM C618. (2001). Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolana for Use as Mineral Admixture. Annual book of ASTM standards.
ASTM C305. (2016). Standard Practice for Mechanical Mixing of Hydraulic Cement Pastes and Mortars of Plastic Consistency. Annual book of ASTM standards
ASTM D698. (2000). 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.
ASTM D2166. (2016). Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil. Annual book of ASTM standards.
ASTM-D 3080. (1998). Standard test method for direct shear test of soils under consolidated drained condition, Annual book of ASTM standards.
ASTM-D 1883. (2002). Standard test method for CBR (California Bearing Ratio) of laboratory-compacted soils, (ASTM International, West Conshohocken, PA, United States, 2002)
Bavandi Pour, P. (2008). The effect of pozzolan on the uniaxial compressive strength of lime-stabilized clay exposed to sulfate. M.Sc. Thesis, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran. (In Persian)
Eskandari, A., Hodhodi, M. (2014). Study of the effect of clay stabilization with lime. First National Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, 1-9, Tehran, Iran. (In Persian)
Hauashdh, A., Mohamed, R. M. S. R., Jailani, J., & Abd Rahman, J. (2020). Stabilization of peat soil using fly ash, bottom ash and portland cement: soil improvement and coal ash waste reduction approach. In IOP conference series: Earth and environmental science, 498(1), 012011.
Hoseinzadeh, Z., Asghari-Kalajahi, E., & Mansouri, H. (2021). Improvement of Fine-Grained Soils of Khorramshahr Arvand free Zone with Lime and Steel Slag for using at Earth Works. Journal of Engineering Geology, 15(2), 207-237. (In Persian)
Ghobadi, M. H., Mohebbi Hasan Abadi, Y., Abdiler, Y., & Babazadeh, R. (2012). The effect of lime on the improvement of fine-grained soils in the poor area of Hamadan. Applied Geology, 8(3), 265-275. https://sid.ir/paper/127048/fa. (In Persian)
Jamaludin, N., Yunus, N. Z. M., Jusoh, S. N., Mohammed, A. M. A., Haron, Z., Kassim, F., & Ahmad, K. (2018a). A Review on coal ash utilization in soil improvement. Proceedings of 7th International Graduate Conference of Engineering. Science and Humaities, Kualalampour, Malaysia, 225.
Jamaludin, N., Yunus, N. Z. M., Mohammed, A. M. A., Haron, Z., Marto, A., Mashros, N., & Kadir, M. A. A. (2018b). Comparison between cement and concrete waste on the strength behaviour of marine clay treated with coal ash. In MATEC Web of Conferences, 250, 01003. doi:10.1051/matecconf/201825001003
Liu, S. T., Cao, W. D., Gao, X. C., Cui, X. Z., & Shang, Q. S. (2009). Experimental study on soil stabilized with firming agent and lime. In Road Pavement Material Characterization and Rehabilitation: Selected Papers from the 2009 GeoHunan International Conference, 154-160.
Modarres, A., & Nosoudy, Y. M. (2015). Clay stabilization using coal waste and lime technical and environmental impacts. Applied clay science, 116, 281-288.
Muhmed, A., and Wanatowski, D. (2013). Effect of lime stabilisation on the strength and microstructure of clay, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, 6(3), 87-94.
Norouzi, H., Atrchian, M. R. (2012). The effect of adding fly ash on the geotechnical properties of clay-lime mixtures. The Second National Conference on Structures, Earthquakes, and Geotechnics. Babolsar, Mazanderan, Iran. https://civilica.com/doc/190434. (In Persian)
Sharma, N. K., Swain, S. K., & Sahoo, U. C. (2012). Stabilization of a clayey soil with fly ash and lime: a micro level investigation. Geotechnical and geological engineering, 30, 1197-1205.
Sezar, A., Inan, G., Yolmaz, H. R., and Ramyar, K. (2006). Utilization of a very high lime fly ash for improvement of Izmir clay. Journal of Building and Environment, 41(2), 150-155.
Shibi, T., Kamei, T. (2014). Effect of Freeze-Thaw Cycles on the Strength and Physical Properties of Cement Stabilized Soil Containing Recycled Bassanite and Coal Ash, Cold Regions. Science and Technology, 106-107, 36-45.
Zarei, Y., Orumiehie, A., & Nikoudel, M. (2013). Studying the effect of adding lime and cement on the strength of soft and saturated clays in Mahshahr Port. Journal of geotechnical Geology, 9(4), https://sid.ir/paper/489557/fa. (In Persian)