23347

ارزيابي تغيير مقاومت خاك ماسه كربناته و سيليكاته تحت تاثير اصلاح زيستي

مهندسي عمران- ژئوتكنيك

1398

98/02/16

دكتر نادر شريعتمداري

عمران

بسياري از ساخت و ساز¬هاي بشر روي خاك، داخل خاك و يا بوسيله خاك انجام مي¬شود. همچنان كه دسترسي به مكان¬هاي مناسب جهت ساخت و ساز كاهش مي¬يابد، نياز به استفاده از خاك¬هاي ضعيف به منظور استفاده در زير¬ساخت¬ها افزايش مي¬يابد. در حوزه مهندسي ژئوتكنيك، خاك در حالت طبيعي خود براي اهداف مهندسي در نظر گرفته شده، معمولا كمتر از حد ايده آل است. در¬¬ نتيجه، برخي از روش¬هاي بهبود زمين بايد به منظور ارتقاء خواص مكانيكي آن مانند مقاومت برشي، هدايت هيدروليكي، فشردگي، سختي و غيره انجام گيرد. امروزه روش¬هاي بيولوژيكي به عنوان جايگزيني براي روش¬هاي سنتي بهبود خاك، مورد بررسي قرار گرفته اند و تأثير آن¬ها در بهبود خصوصيات مكانيكي خاك اثبات شده است. سيمانتاسيون زيستي يك شاخه جديد به تازگي توسعه يافته در مهندسي ژئوتكنيك است كه با بهره-گيري از فعاليت¬هاي ميكروبيولوژيكي و مصالح لازم، به بهبود خواص مهندسي خاك مي¬پردازد. يكي از رايج¬ترين فرآيند¬ها به منظور انجام سيمانتاسيون زيستي از طريق القاي كلسيت ناشي از باكتري (MICP) ميباشد. در اين پژوهش دو نوع خاك با ساختار مختلف بررسي شده است كه بدين منظور از ماسه فيروزكوه بعنوان خاك سيليكاته و از ماسه هرمز بعنوان خاك كربناته استفاده گرديده است. پس از انجام مطالعات و آزمايشات اوليه، از اوره و كلسيم كلرايد بعنوان واكنش دهنده¬هاي محلول سيمانتاسيون در آب مقطر استفاده شد. همچنين جهت ساخت محلول باكتري، ميكروارگانيسم باسيلوس پاستوري مورد استفاده قرار گرفت. پارامتر¬هاي متغير در اين مطالعه شامل: نسبت غلظت واكنش دهنده¬هاي محلول سيمانتاسيون (نسبت غلظت اوره به غلظت كلسيم كلرايد)، غلظت باكتري در محلول باكتريايي و زمان عمل آوري مي-باشد و دما، pH، نسبت غلظت محلول سيمانتاسيون به غلظت محلول باكتري، دانه¬بندي و روش تزريق ثابت در نظر گرفته شد. در اين پژوهش از الگوريتم تاگوچي و نرم افزار Minitab به منظور طراحي آزمايشات استفاده گرديد. نمونه¬ها در قالب¬هاي CBR و تك¬محوره با دانسيته مشخصي ساخته شد و پس از گذران زمان عمل آوري تست CBR و تك¬محوره روي نمونه¬ها انجام شد.نتايج نشان¬داد بهسازي بيولوژيكي براي هر دو ماسه سيليكاته و كربناته به روش MICP تاثير بسزايي در افزايش مقاومت خاك بهسازي نشده داشته است. نتايج آزمايش SEM ايجاد باند بين ذرات خاك را به خوبي نشان داد كه بصورت پل بين ذرات ايجاد شده و سبب افزايش مقاومت خاك گريده است. همچنين پارامتر¬هاي متغير به تنهايي و همينطور بصورت اندركنش عوامل بر¬ هم بر روي نتايج آزمايشات تاثير گذار بوده است.

1400/01/25

Evaluation of resistance variation on carbonate and silicate sandy soil with bioremidation

5/6/2019 12:00:00 AM

Many human constructions are done on the ground, inside the soil or by the soil. As access to suitable construction sites decreases, so does the need to use poor soils for infrastructure use. In the field of geotechnical engineering, soil in its natural state, intended for engineering purposes, is usually less than ideal. As a result, some ground improvement methods should be performed to improve its mechanical properties such as shear strength, hydraulic conductivity, compaction, stiffness, etc. Today, biological methods have been studied as an alternative to traditional soil improvement methods and their effect on improving soil mechanical properties has been proven. Bio-cementation is a newly developed branch in geotechnical engineering that improves soil engineering properties by using microbiological activities and necessary materials. One of the most common processes for performing bio-cementation is by induction of bacterial calcite (MICP). In this study, two types of soils with different structures have been studied. For this purpose, Firoozkooh sand has been used as silicate soil and Hormoz sand has been used as carbonate soil. After initial studies and experiments, urea and calcium chloride were used as cementation solution reactants in distilled water. Bacillus pasteuris microorganism was also used to make the bacterial solution. Variable parameters in this study include: ratio of concentration of reactants in cementation solution (ratio of urea concentration to concentration of calcium chloride), bacterial concentration in bacterial solution and processing time and temperature, pH, ratio of cementation solution concentration to bacterial solution concentration, granulation and injection method In this study, Taguchi algorithm and Minitab software were used to design the experiments, the samples were made in CBR and uniaxial molds with a certain density, and after the processing time, CBR and uniaxial tests were performed on the samples. شد. The results of the biological improvement index for both silicate and carbonate sands by MICP method have a significant effect on Increased soil resistance has not improved. The results of SEM test showed the formation of a bond between soil particles, which was created as a bridge between particles and increased soil strength. Also, variable parameters alone as well as the interaction of factors have affected the test results.

بهسازي بيولوژيكي , سيليكاته , كربناته

CBR , MICP