زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

ارزیابی عملکرد سیمان در تثبیت خاک‌های نمکی حوضه دریاچه ارومیه

نویسندگان
دانشگاه صنعتی سهند تبریز
چکیده
ماسه‌های بادی در مناطق خشک و نیمه‌خشک، به دلیل سستی، ظرفیت باربری پایین و تراکم‌پذیری دشوار از جمله خاک‌های مسئله‌دار محسوب می‌شوند. شرایط اقلیمی خشک ایران و پدیده‌هایی مانند خشکی دریاچه ارومیه، پراکندگی ماسه‌های شور را تشدید کرده است. یکی از راهکارهای رایج مقابله با این خاک‌ها، تثبیت شیمیایی با استفاده از مواد افزودنی نظیر سیمان است. در این پژوهش، به بررسی تأثیر بهسازی ماسه‌های بادی شور برداشت‌شده از حوضه دریاچه ارومیه با سیمان پرتلند نوع ۱ پرداخته شده است. نمونه‌های خاک بهسازی شده با مقادیر متفاوتی از شوری و درصدهای مختلف سیمان تهیه و پس از ۷ روز عمل‌آوری، تحت آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که افزایش درصد سیمان موجب افزایش معنی‌دار مقاومت فشاری می‌شود. همچنین، حضور نمک در خاک مورد مطالعه نه‌تنها مانع فرآیند تثبیت نبوده، بلکه موجب بهبود مقاومت نمونه‌ها در کوتاه مدت شده است. این یافته‌ها بر اهمیت در نظر گرفتن نوع و میزان نمک در طراحی بهسازی خاک‌های دانه‌ای شور در شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک تأکید دارند.
کلیدواژه‌ها

Alilou kesejini, Y., Bahranifar, A., Afshin, H. & Emami Tabrizi, M. (2021). High Deformable Concrete (HDC) element: An experimental and numerical study, Advances in concrete construction, 11(5), 357-365.
Alonso, E., & Ramon, A. (2013). Massive Sulfate Attack to Cement-Treated Railway Embankments. Géotechnique, 63(10), 857–870.
Boroughani, M., Hashemi, H., Hosseini, S. H., Pourhashemi, S., & Berndtsson, R. (2020). Desiccating Lake Urmia: A New Dust Source of Regional Importance. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 17(9), 1483–1487.
Cao, Y., Guo, L., Chen, B., & Wu, J. (2021). Effect of Pre-Introduced Sodium Chloride on cement Hydration Process. Advances in Cement Research, 33(12), 526–539.
Cerato, A. B., Miller, G. A., Madden, M. E., Varnier, M. C., & Adams, A. (2011). Calcium-Based Stabilizer Induced Heave in Oklahoma Sulfate-Bearing Soils (Final Report – FHWA-OK-11-03). Oklahoma. Dept of Transportation.
Cheng, Y., Li, Z. guo, Huang, X., & Bai, X. hong. (2017). Effect of Friedel’s Salt on Strength Enhancement of Stabilized Chloride Saline Soil. Journal of Central South University, 24(4), 937–946.
Consoli, N. C., da Fonseca, A. V., Cruz, R. C., & Silva, S. R. (2011). Voids/Cement Ratio Controlling Tensile Strength of Cement-Treated Soils. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 137(11), 1126–1131.
Cuisinier, O., Le Borgne, T., Deneele, D., & Masrouri, F. (2011). Quantification of the Effects of Nitrates, Phosphates and Chlorides on Soil Stabilization with Lime and Cement. Engineering Geology, 117(3–4), 229–235.
Darsanj, S., Emami Tabrizi, M., & Constantinescu, A. (2026). Fatigue Performance of Cemented Aeolian Sands: Linking Material Structural Characteristics to Long-Term Subgrade Durability, Transportation Geotechnics, 56.
Delfosse-Ribay, E., Djeran-Maigre, I., Cabrillac, R., & Gouvenot, D. (2007). Comparison of Creep Behaviour and Fatigue Behaviour of Grouted Sand. Soils and Foundations, 47(2), 185–194.
Demirboğa, R., Türkmen, İ., & Karakoç, M. B. (2004). Relationship Between Ultrasonic Velocity and Compressive Strength for High-Volume Mineral-Admixtured Concrete. Cement and Concrete Research, 34(12), 2329–2336.
Duan, Z., Wang, J., Yan, X., Song, K., Zheng, L., & Zhang, M. (2023). Study on the Structure and Strength Characteristics of Loess under the Action of Sodium Sulfate. Environmental Science and Pollution Research International, 30(60), 125609–125627.
Elipe, M. G. M., & López-Querol, S. (2014). Aeolian sands: Characterization, Options of Improvement and Possible Employment in Construction - The State-of-the-art. Construction and Building Materials, 73, 728–739.
Emami Tabrizi, M., Halphen, B., Luong, M.P., & Eytard J.C., (2010). Experimental Detection of Local Instability in Materials, EPJ Web of Conferences 6, 13002.
Ismail, M. A., Joer, H. A., Randolph, M. F., & Meritt, A. (2002). Cementation of Porous Materials Using Calcite. Géotechnique, 52(5), 313–324.
Kahraman, S., & Yeken, T. (2008). Determination of Physical Properties of Carbonate Rocks from P-Wave Velocity. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 67(2), 277–281.
Keramat, A., Marivani, B., & Samsami, M. (2011). Climatic Change, Drought And Dust Crisis in Iran. World Academy of Science, Engineering and Technology, 6, 10–13.
Vice President for Strategic Planning and Supervision. (2008). Instructions for laboratory analysis of soil and water samples, Journal No. 467. (In persian)
Ladd, R. (1978). Preparing Test Specimens Using Undercompaction. Geotechnical Testing Journal, 1(1), 16–23.
Luong, M.P., Emami Tabrizi, M., Halphen, B. & Eytard, J. (2007), Non-destructive Evaluation of the Stable Behavior of a Quasi-brittle Sandston, 11th Congress of the International Society for Rock Mechanics, Lisbon, Portugal, 081.
Mandal, T., Tinjum, J. M., & Edil, T. B. (2016). Non-Destructive Testing of Cementitiously Stabilized Materials Using Ultrasonic Pulse Velocity Test. Transportation Geotechnics, 6, 97–107.
Mitchell, J. K., & Dermatas, D. (1992). Clay Soil Heave Caused by Lime-Sulfate Reactions. In Innovations and uses for lime. ASTM International.
Karei, M. (2015). Sedimentological Study of Dust-Prone Areas in the Northwestern Peripheral Lands of Lake Urmia. Geological Survey and Mineral Explorations of Iran (GSI). (In persian).
Osula, D. O. A. (1993). Laboratory Trial of Soil‐Sodium Chloride‐Cement Stabilization for Problem Laterite. Journal of Transportation Engineering, 119(1), 149–158.
Puppala, A. J., Intharasombat, N., & Vempati, R. K. (2005). Experimental Studies on Ettringite-Induced Heaving in Soils. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 131(3), 325–337.
Razeghi, H. R., Ghadir, P., & Javadi, A. A. (2022). Mechanical Strength of Saline Sandy Soils Stabilized with Alkali-Activated Cements. Sustainability (Switzerland), 14(20), 1–21.
Rica, H. C., Saussaye, L., Boutouil, M., Leleyter, L., & Baraud, F. (2016). Stabilization of a Silty Soil: Effects of Disruptive Salts. Engineering Geology, 208, 191–197.
Rollings, R. S., Burkes, J. P., & Rollings, M. P. (1999). Sulfate Attack on Cement-Stabilized sand. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 125(5), 364–372.
Saussaye, L., Boutouil, M., Baraud, F., Leleyter, L., & Abdo, J. (2013). Influence of Chloride and sulfate Ions on the geotechnical Properties of Soils Treated with Hydraulic Binders. Road Materials and Pavement Design, 14(3), 551–569.
Shi, P., Yan, P., Yuan, Y., & Nearing, M. A. (2004). Wind erosion Research in China: Past, Present and Future. Progress in Physical Geography, 28(3), 366–386.
Song, C., Wang, C., Elsworth, D., & Zhi, S. (2022). Compressive Strength of MICP-Treated Silica Sand with Different Particle Morphologies and Gradings. Geomicrobiology Journal, 39(2), 148–154.
Yılmaz, T., & Ercikdi, B. (2016). Predicting the uniaxial Compressive Strength of cemented Paste Backfill from ultrasonic Pulse Velocity Test. Nondestructive Testing and Evaluation, 31(3), 247–266.
Zhang, T., Cao, D., Guo, C., & Wang, F. (2025). Mechanical Properties and reinforcement Mechanism Study of sulfate Saline Soil Solidified by Polyurethane and Water Glass. Case Studies in Construction Materials, 22(December 2024), e04328.