زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

اثر محلول منیزیم کلرید بر بهسازی یک خاک رسی

نویسندگان
دانشگاه تهران
چکیده
خاک‌های رسی معمولا دارای مقاومت کم و درصد تورم زیاد می‌باشند. آن‌ها از گروه خاک‌های مشکل آفرین در پروژه‌های عمرانی تلقی می‌شوند. در این کار تحقیقاتی اثر محلول منیزیم کلرید(MgCl2) بر بهسازی یک خاک رسی با انجام آزمایشات آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشات برنامه‌ریزی شده به منظور انجام این تحقیق شامل حدود اتربرگ، تراکم، تورم، مقاومت و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) می‌باشد. خاک رس موجود با درصدهای وزنی 3%، 5%، 7% و 10% از محلول MgCL2 مخلوط شده و برای انجام آزمایش تورم و مقاومت، نمونه‌ها با استفاده از روش تراکم استاتیکی تهیه گردید. این نمونه‌ها دارای رطوبت بهینه و حداکثر وزن واحد حجم مطابق با منحنی تراکم مربوطه بودند. نتایج آزمایش‌های مقاومتی نشان داد که مقادیر مقاومت نهایی نمونه‌های تهیه شده با محلول 3% وزنی MgCl2 مقادیر مقاومت نهایی برای نمونه‌های با زمان عمل آوری 7 و14و 28 روزه برابر 1401و 2018 و 1848 کیلو پاسکال می‌باشد. نتایج همچنین نشان دادند که برای مقادیر بیشتر ار 3% کاهش مقاومت در نمونه‌ها رخ می‌دهد. از طرف دیگر برای 10% از محلول MgCl2 تا زمان عمل آوری 14 روز مقاومت کاهش می‌یابد ولیکن برای 28 روز روند آن افزایشی است. همچنین دیگر نتایج نشان دادند که افزودن این محلول با درصدهای 3%، 5%، 7% و 10% به خاک مقادیر درصد تورم معادل 95/4، 98/3، 8/2 و 9/3 نسبت به خاک طبیعی کاهش می‌یابد. بنابراین افرودن محلول MgCl2 به خاک موجب کاهش پتانسیل تورم و فشار تورمی می‌گردد و مقدار این کاهش متناسب با افزایش درصد MgCl2 می‌باشد. بطوریکه یرای مقادیر تغییرات فیزیکی و مکانیکی خاک که منجر به بهسازی آن می‌شود، ناشی از واکنش‌های شیمیایی روی داده بین خاک و MgCl2 است، به طوریکه نتایج SEM، حاکی از آن می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

Abu-Farsakh, M., Dhakal, S., & Chen, Q. (2015). Laboratory characterization of cementitiously treated/stabilized very weak subgrade soil under cyclic loading. Soils and Foundations, 55(3), 504-516.
Act, C. E. P. (2001). Priority substances list assessment report: Road salts. Environmental Canada, Quebec.
Ajayi, M. A., Grissom, W. A., Smith, L. S., & Jones, E. E. (1991). Epoxy–resin–based chemical stabilization of a fine, poorly graded soil system. Transportation Research Record, 1295, 95-108.
Ahmad, N., Hassan, F. U., & Belford, R. K. (2009). Effect of soil compaction in the sub-humid cropping environment in Pakistan on uptake of NPK and grain yield in wheat (Triticum aestivum): I. Compaction. Field Crops Research, 110(1), 54-60.
Attom, M. F., Al-Akhras, N. M., & Malkawi, A. I. (2009). Effect of fibers on the mechanical properties of clayey soil. Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Geotechnical Engineering, 162(5), 277-282.
Bell, F. G. (1996). Lime stabilization of clay minerals and soils. Engineering geology, 42(4), 223-237.
Bolander, P. (1999). Laboratory testing of nontraditional additives for stabilization of roads and trail surfaces. Transportation research record, 1652(1), 24-31.
Deepak, M. S., Rohini, S., Harini, B. S., & Ananthi, G. B. G. (2021). Influence of fly-ash on the engineering characteristics of stabilised clay soil. Materials today: proceedings, 37, 2014-2018.
Etabragh, A.R., Babaei, M., Javadi, A.A. and Amini, M. (2024). Effects of two different polymers and calcium chloride solution on the swelling behavior of an expansive soil. Advances in Civil Materials. Vol.13, No.1, pp.1-15.
Estabragh, A. R., Beytolahpour, I., & Javadi, A. A. (2011a). Effect of resin on the strength of soil-cement mixture. Journal of Materials in Civil Engineering, 23(7), 969-976.
Estabragh, A. R., Bordbar, A. T., & Javadi, A. A. (2011b). Mechanical behavior of a clay soil reinforced with nylon fibers. Geotechnical and Geological Engineering, 29, 899-908.
Estabragh, A. R., Moghadas, M., & Javadi, A. A. (2013). Effect of different types of wetting fluids on the behaviour of expansive soil during wetting and drying. Soils and Foundations, 53(5), 617-627.
Estabragh, A. R., Khajepour, H., Javadi, A. A., & Amini, M. (2022). Effect of forced carbonation on the behaviour of a magnesia-stabilised clay soil. International Journal of Pavement Engineering, 23(5), 1691-1705.
Estabragh, A.R., Jahani, A., Javadi, A.A., Amini, M. and khajepour, H. (2025). Effect of different agents on the stabilization of a clay soil contaminated with glycerol. Geomechavics and Geoengineering. Vol.20, No.1, pp. 179-197.
Estabragh, A. R., Jandari, F., Javadi, A. A., & Amini, M. (2022). Effect of magnesia on stabilization of contaminated clay soil. ACI Materials Journal, 119 (3).
Estabragh, A. R., Babaei, M., Javadi, A. A., & Amini, M. (2024). Effects of two different polymers and calcium chloride solution on the swelling behavior of an expansive soil. Advances in Civil Engineering Materials, 13(1), 151-165.
Jianli, M., Youcai, Z., Jinmei, W., & Li, W. (2010). Effect of magnesium oxychloride cement on stabilization/solidification of sewage sludge. Construction and Building Materials, 24(1), 79-83.
Jin, F., Gu, K., & Al-Tabbaa, A. (2015). Strength and hydration properties of reactive MgO-activated ground granulated blastfurnace slag paste. Cement and Concrete Composites, 57, 8-16.
Latifi, N., Rashid, A. S. A., Siddiqua, S., & Horpibulsuk, S. (2015). Micro-structural analysis of strength development in low-and high swelling clays stabilized with magnesium chloride solution—A green soil stabilizer. Applied Clay Science, 118, 195-206.
Little, D. N., & Nair, S. (2009). Recommended practice for stabilization of subgrade soils and base materials.
McKeen, R. G. (1992). A model for predicting expansive soil behavior. In International conference on expansive soils (pp. 1-6).
Mitchell, J. K., & Soga, K. (2005). Fundamentals of soil behavior.
Morin, D., & Perchanok, M. (2000). Road salt loadings in Canada.
Namdaraligoudarz, P. A., Estabragh, A. R., Abdullahi, J. A., (2010). Improvement of clay soils using mechanical and chemical methods. Paper presented at the 6th National Civil Engineering Congress in Semnan. (in persian)
Puppala, A. J., Mohammad, L. N., & Allen, A. (1999). Permanent deformation characterization of subgrade soils from RLT test. Journal of Materials in Civil Engineering, 11(4), 274-282.
Sherwood, P. (1993). Soil stabilization with cement and lime.
Tang, X. Y., Zhu, Y. G., Shan, X. Q., McLaren, R., & Duan, J. (2007). The ageing effect on the bioaccessibility and fractionation of arsenic in soils from China. Chemosphere, 66(7), 1183-1190.
Tremblay, H., Duchesne, J., Locat, J., & Leroueil, S. (2002). Influence of the nature of organic compounds on fine soil stabilization with cement. Canadian geotechnical journal, 39(3), 535-546.
Turkoz, M., Savas, H., Acaz, A., & Tosun, H. (2014). The effect of magnesium chloride solution on the engineering properties of clay soil with expansive and dispersive characteristics. Applied Clay Science, 101, 1-9.
Yi, Y., Liska, M., & Al-Tabbaa, A. (2014). Properties of two model soils stabilized with different blends and contents of GGBS, MgO, lime, and PC. Journal of Materials in Civil Engineering, 26(2), 267-274.