26669

بررسي تأثير استفاده از بيوپليمرها براي جلوگيري از فرسايش بادي و فرسايش آبي خاك‌هاي ماسه‌اي و سيلتي

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران-ژئوتكنيك

1396-1399

99/07/29

دكتر نادر شريعتمداري و دكتر علي اكبر حشمتي

مهندسي عمران

فرآيند فرسايش پديده‌اي است كه ذرات خاك توسط آب و باد منتقل ‌‌ميشود. كشور ايران به دليل واقع شدن بخش‌هاي عظيمي از آن (%21 مساحت كل) بر روي كمربند خشك و نيمه‌خشك جهان، در زمره كشورهاي مستعد طوفان‌هاي گرد و خاك قرار دارد. توليد سيمان پرتلند، به‌عنوان پركاربردترين ماده مورد استفاده در بهسازي خاك و همچنين مالچ‌هاي نفتي براي تثبيت ريزگردها موجب انتشار حجم عظيمي از گازهاي گلخانه‌اي و آسيب رساندن به محيط‌زيست مي‌شود. بنابراين، استفاده از مواد جايگزين از قبيل بيوپليمرها به‌منظور معرفي روش‌هاي دوستدار محيط‌زيست براي تثبيت خاك، به‌طور روزافزون افزايش مي‌يابد. در اين پژوهش، از بيوپليمر گوارگام و آگارگام به‌منظور تثبيت سطحي خاك ماسه‌اي و سيلتي براي جلوگيري از فرسايش بادي و آبي استفاده شده است. اثر پارامترهاي نوع بيوپليمر، اندازه ذرات خاك (نوع خاك)، غلظت بيوپليمر، مدت زمان عمل‌آوري و روش عمل‌آوري بر خصوصيات مكانيكي و فرسايشي خاك ماسه‌اي و سيلتي بررسي شده است. در همين راستا، خاك ماسه‌اي و سيلتي با غلظت‌هاي مختلف بيوپليمرهاي گوارگام و آگارگام تثبيت يافته است و خواص مكانيكي و فرسايشي آنها تحت اثر زمان و شرايط عمل‌آوري مختلف، در آزمايش‌هاي مقاومت فشاري محصور نشده، تونل باد و زاويه تماس قطره آب مورد بررسي قرار گرفته‌اند. نتايج حاكي از آن است كه استفاده از بيوپليمر گوارگام و آگارگام مقاومت خاك را افزايش داده كه مقدار اين افزايش مقاومت در تثبيت خاك با بيوپليمر گوارگام بيشتر مي‌باشد و همچنين استفاده از اين دو نوع بيوپليمر براي تثبيت سطحي خاك به‌منظور مقابله با ريزگردها بسيار كاربردي است و ميزان فرسايش خاك را به ميزان قابل توجهي كاهش مي‌دهد. بيوپليمر گوارگام اثر مطلوب‌تري در كاهش ميزان فرسايش‌پذيري خاك‌ها دارد. در مورد آزمايش‌هاي آب‌گريزي مي‌توان به اين نتيجه دست يافت كه نمونه‌هاي تثبيت شده با گوارگام آب‌گريز هستند و از گوارگام مي‌توان به‌عنوان ماده‌اي براي كاهش نفوذپذيري استفاده كرد.

1401/04/01

Investigating the use of biopolymers for preventing wind and water erosion of sandy and silty soils

10/21/2021 12:00:00 AM

The production of portland cement which is the most widely used material in ground improvement as well as fine dust stabilization by oil mulches, emits huge amounts of greenhouse gases which has negative impacts on the environment. Therefore, the use of alternative materials such as biopolymers which are known as environmentally friendly materials for soil stabilization is gaining more attention. In this research, in order to prevent wind or water erosion, guar gum and agar gum biopolymers have been utilized for surface stabilization of sandy and silty soils. In this regard, sandy and silty soils have been stabilized by getting advantage of different concentrations of guar gum and agar gum biopolymers. The mechanical and erosional properties of the samples under different curing conditions and curing times, have been investigated through unconfined compressive strength tests, wind tunnel and the contact angle of the water drop. The results show that the use of guar gum and agar gum biopolymers has increased soil compressive strength, however the soil stabilized with guar gum biopolymer achieved higher amounts of UCS. Moreover, utilization of these biopolymers for surface stabilization to overcome the problems brought about by fine dusts, as well as to reduce soil erosion was found to be practical.

بيوپليمر , گوارگام , آگارگام , تثبيت خاك , ريزگرد , تونل باد

Biopolymer , Guar Gum , Agar Gum , Soil Stabilization , Fine Dust , Wind Tunnel

Mahshad Darvishi

Dr.Nader Shariatmadari & Dr.Aliakbar Heshmati