شماره ركورد
33051
پديد آورنده
علي بيات
عنوان
بهسازي بيولوژيكي ماسه نمكي توسط بيوپليمر
مقطع تحصيلي
ارشد
رشته تحصيلي
عمران ژئوتكنيك
سال تحصيل
1396
تاريخ دفاع
1399/20/12
استاد راهنما
دكتر نادر شريعتمداري
استاد مشاور
ندارم
دانشكده
عمران
چكيده
از گذشته بهبود كيفيت ومقاومت خاك مورد توجه بوده است. خاكهاي دانهاي و سست به دليل ضعف در تراكمپذيري، ظرفيت باربري پايين، نفوذپذيري بالا و سايرمسائل، براي عمليات اجرايي مشكلاتي را به همراه دارند.رسوبات ماسه نمكي كه داراي پراكندگي زيادي در نقاط مختلف جهان ميباشد در حدود 15درصد از مساحت ايران را دربرميگيرد كه از مهمترين رسوبات محيطهاي كويري است.
امروزه به دليل گسترش ساخت و سازهاي عمراني و گسترش شهرها، مهندسين ناچار به توسعه سازهها در مكانهايي هستند كه بالقوه ظرفيت ساخت و تحمل سازه را ندارند و باعث بروز آسيبهاي مالي وجاني زيادي ميگردند.
اولين و در دسترسترين افزودني به خاك جهت بالاكردن مشخصات مقاومتي سيمان ميباشد كه مشكلات زيستي زيادي اعم از نحوه توليد و استفاده ازآن بوجود ميآيد. امروزه افزودنيهاي زيادي براي جايگزيني سيمان در دنيا استفاده ميشود ويكي از اين افزودنيها بيوپليمرها ميباشند كه علاوه بر بهبود خصوصيات خاك، با محيط زيست سازگار بوده و آسيبهاي زيستي سيمان را ندارند.
در اين تحقيق بيوپليمري كه مورد بررسي گرفته است كازئين نام دارد كه از شير به دست آمده و پروتئيني طبيعي ميباشد. هدف از انجام اين تحقيق بررسي پارامترهاي مقاومتي خاك دانهاي بهسازي شده با اين بيوپليمر به منظور مقايسه و ارزيابي عملكرد اين بيوپليمر در خاكهاي رمبنده و مسئلهدار كشور و جايگزيني آن با مصالح چسبنده اي مثل سيمان در سالهاي آتي ميباشد.
براي بررسي پارامترهاي مقاومتي آزمايشات برش مستقيم، CBR و Wet&Dry و آزمايش پاشش قطرات باران انتخاب شده است. اين آزمايشات بروي خاك دانه اي ماسه 161 فيروزكوه بصورت نمكي با افزودن نمك NaCl با درصدهاي مختلف(2.5،5،10،15) انجام ميپذيرد.
در آزمايش برش مستقيم هدف تعيين پارامترهاي مقاومتي(چسبندگي و زاويه اصطكاك داخلي) خاك درحالت بهسازي شده و نمودارهاي تنش برشي نسبت به تنش قائم در نقطه پيك، تنش برشي به تغييرمكان برشي و تغييرمكان قائم نسبت به تغييرمكان برشي مي باشد. در آزمايش CBRمقاومت برشي خاك دريك رطوبت و وزن مخصوص معين، مشخص مي شود. عدد CBR بنا به تعريف بار استفاده شده براي فرو رفتن و نفوذ يك سنبه استاندارد به ميزان معين در يك نمونه مورد آزمايش به مقدار بار استاندارد براي همان نفوذ است .همچنين آزمايشات Wet&Dry انجام ميشود تا به مجموعه اي مفيد از داده ها در مقوله مقاومتي خاك بهسازي شده برسيم. درنهايت با آزمايش پاشش قطرات باران نحوه تثبيت سطحي خاك با اين بيوپليمر ودرمقايسه با حالت بدون تثبيت را بررسي ميكنيم.
نتايج كلي آزمايشات نشان داد افزودن كازئين به خاك موجب بهبود دوام خاك شده و ميتواند علاوه بر بهبود ظرفيت باربري، به عنوان روشي در تثبيت ماسههاي بيابان مؤثر واقع شود.
تاريخ ورود اطلاعات
1403/11/30
عنوان به انگليسي
Biological improvement of salty sand by casein
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
علي بيات
چكيده به لاتين
Improving soil quality and strength has long been a critical focus. Granular and loose soils pose significant challenges in executive operations due to their poor compaction properties, low bearing capacity, high permeability, and other limitations. Salt-sand sediments, which are widely distributed across various regions worldwide, cover approximately 15% of Iran's surface area and constitute one of the most important sediments in desert environments.
With the rapid expansion of urbanization and civil construction projects, engineers are compelled to construct in areas with inherently low load-bearing capacity, which can lead to substantial financial losses and safety hazards.
The first and most readily available additive for enhancing strength properties of soil is cement. However, its production and application pose significant environmental concerns. Today, numerous alternative additives are used worldwide, among which biopolymers have gained increasing attention. Biopolymers not only improve soil properties but are also environmentally friendly and eliminate the ecological drawbacks associated with cement.
In the present study, the biopolymer under investigation is called casein, which is a natural protein derived from milk. The present study is an attempt to evaluate the strength parameters of granular soils modified with casein in order to compare and analyze the performance of casein in problematic and collapsible soils across the country, ultimately exploring its potential as an alternative to cohesive construction materials such as cement in future applications.
To evaluate the soil strength parameters, a series of laboratory tests including direct shear tests, California Bearing Ratio (CBR) tests, wet and dry durability tests, and rain splash tests were selected. These tests are conducted on granular sandy soil 161 from Firouzkouh, modified with sodium chloride (NaCl) with different concentrations (2.5%, 5%, 10%, and 15%).
In the direct shear test, the objective is to determine the strength parameters (cohesion and the internal friction angle) of modified soil and generating key plots, including Shear stress versus vertical stress at peak strength, Shear stress versus shear displacement and Vertical displacement versus shear displacement.
In the CBR test, the objective is to determine the shear strength of the soil under a specified moisture content and weight. The CBR value is defined as the ratio of the applied load required to penetrate a standard plunger into the soil sample to the corresponding standard load required for the same penetration in a reference material. Additionally, wet and dry durability tests are conducted to obtain a useful dataset on the strength characteristics of the modified soil. Finally, the rain splash test is performed to examine the surface stabilization efficiency of the casein treated soil against untreated samples.
The experimental results generally indicate that casein enhances soil durability. The results also show that this additive can not only improve bearing capacity of soil but can serve as an effective technique for stabilizing desert sands.
كليدواژه هاي فارسي
خاك ماسه نمكي , بيوپليمر كازئين , بهسازي بيولوژيكي
كليدواژه هاي لاتين
salty sand , biopolymer casein , Biological improvement
Author
ali bayat
SuperVisor
dr.nader shariatmadari