13082

13082

بررسي آزمايشگاهي پارامترهاي ژئوتكنيكي مخلوط هاي خاك - نانو مواد با نگاهي ويژه بر خصوصيات مقاومتي و نفوذپذيري

كارشناسي ارشد

عمران - خاك و پي

اسفندماه 1390

اسفندماه 1390

دكتر محمدحسن بازيار

دكتر سيد محمد ميركاظمي

چكيده در اين پايان¬نامه تأثير نانومواد در دو بخش كلي شامل تثبيت و نفوذپذيري خاك¬ها مورد بررسي قرار گرفت. در بخش اول،تثبيت و بهسازي خاكمسئله دار جاده¬ي روستاي بوديان به خشكبيجار شهرستان رشت واقع درشمال ايران با استفاده از نانو موادبررسيشد. در اين بخش از تحقيق، از تأثيرات شيميايي نانومواد در بهبود پارامترهاي مقاومتي خاك بهره گرفته شد. در ابتداي اين بخش از تحقيق، بعد از انجام آزمايشات شناسايي بر روي خاك از قبيل دانه¬بندي با الك، هيدرومتري، حدود اتربرگ، تراكم، XRD و XRF، به بررسي تاثير افزودن آهك به خاك سست به عنوان ماده تثبيت كننده پايه پرداخته شد و بر اساس آن درصد بهينه آهك در افزايش پارامترهاي مقاومتي خاك تعيين گرديد. نتايج آزمايشات نشان داد كه حضور آهك به تنهايي نمي¬تواند مقاومت لازم را در خاك سست ايجاد كند. با تجزيه وتحليل نتايج آزمايشات XRD و XRF بر روي خاك ضعيف، از نانوسيليس به عنوان ماده افزودني جديد در مخلوط خاك-آهك استفاده شد. نتايج بدست آمده از آزمايشات CBR، بيانگر تاثير قابل توجه و چشمگير نانوسيليس در بهبود و ارتقا پارامترهاي مقاومتي مخلوط خاك-آهك بود. بر اساس اين آزمايشات درصد بهينه نانوسيليس در مخلوط خاك-آهك تعيين شد. علاوه بر آزمايشات CBR، از آزمايشات مقاومت فشاري محدودنشده نيز براي بررسي تاثير نانومواد در تثبيت و بهسازي خاك موردنظر استفاده شد و نتايج مشابه نتايج CBR حاصل گرديد. در كنار آزمايشات صورت گرفته، تاثير دو پارامتر مهم زمان عمل¬آوري، اشباع بودن نمونه¬ها نيز مطالعه گرديد. نتايج بدست آمده نشان داد كه استفاده از نانوسيليس پارامترهاي مقاومتي مخلوط حاصله را در همان زمان¬هاي اوليه گيرش به طور قابل توجه و چشمگيري افزايش مي¬دهد و همچنين اشباع شدن نمونه¬ها نه تنها موجب كاهش مقاومت مخلوط حاوي نانوسيليس نمي¬شود بلكه باعث افزايش آن نيز ميگردد. در ادامه براي بررسي تاثير اندازه ذرات نانومواد در تثبيت خاك¬، حضور افزودني سيليس در دو مقياس نانو و ميكرو مورد آزمايش قرار گرفت كه نتايج بيان كننده تاثير بسزا و بسيار زياد نانوسيليس در مقايسه با ميكروسيليس در بهسازي خاك¬هاي سست و ضعيف مي-باشد. دربخش دوم ازپاياننامهباتوجهبهاهميتبحثنفوذپذيريآبدرخاكبويژهدرهسته¬يسدهايخاكي،لندفيل-ها،پوشش¬هايمخازنونيروگاه¬هاو ... بهبررسيتاثيرنانومواددر بهبود پارامتر نفوذپذيري خاك ماسه¬اي رس¬دار با درصدهاي متفاوت رس پرداخته شد. در اين بخش نيز بعد از انجام آزمايشات شناسايي تاثير حضور فيزيكي درصدهاي مختلف نانورس مونت موريلونيت بر ضريب نفوذپذيري خاك¬هاي موردنظر با استفاده از آزمايش نفوذپذيري به روش بار افتان مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آزمايشات نشان داد كه حضور مقدار بسيار اندك نانو رس در تركيب خاك¬هاي مورد نظر، ضريب نفوذپذيري را به شدت كاهش داده تا حدي كه مقدار آن از ضريب نفوذپذيري خاك رس كائولن خالص نيز كمتر است. در اين بخش از مطالعات انجام آزمايش¬هاي مقاومتي برش مستقيم و تك محوري نشان داد كه حضور نانورس در تركيب خاك¬هاي ماسه¬اي رس¬دار نه نتها موجب كاهش مقاومت نمي¬شود بلكه باعث افزايش آن نيز مي¬شود كه اين امر در كنار كاهش پارامتر نفوذپذيري خاك¬هاي موردنظر بسيار حائز اهميت مي¬باشد. واژه‌هاي كليدي:فناوري نانو، تثبيت خاك، نفوذپذيري، نانوسيليس، نانورس، آزمايش ضريب باربري كاليفرنيا(CBR)، آزمايش مقاومت فشاري محدود نشده(UCS)، آزمايش نفوذپذيري خاك به روش بار افتان، آزمايش برش مسقيم.