جهت مشاهده توضیحات کلیک کنید.

مقاله بررسی تثبیت خاکهای تورم پذیر به همراه فایل PDF

عوارض ناشی از حرکت آرام آب در خاک منجر به بروز پدیده هایی چون تورم، انحلال، واگرایی، فرو ریزش خاک و تغییرات فشار آب منفذی اضافی می شود.با توجه به اثرات مثبت افزودن آهک و دیگر مصالح تقویت کننده به خاکهای ریزدانه و تورم پذیر و همچنین تسلیح این خاکها، امکان افزایش کاربردهای مهندسی خاکهای ریزدانه ایجاد میشود. در این تحقیق ترکیبی از مصالح و مواد تقویت کننده ای که در طبیعت کمتر دچار فرسایش می شوند همچون سیمان، آهک و میکروسیلیس با درصدهای مختلف ترکیبی در تثبیت خاکهای تورم پذیر استفاده شده و روی آنها آزمایش حدودآتربرگ، تک محوری و CBR انجام شد تا تغییرات مقاومتی و شکل پذیری این مخلوط ها مورد بررسی قرار گیرد و در نهایت این نتیجه حاصل شدکه با این روش علاوه بررسیدن به مقاومتی بالاتر تاحد قابل قبولی جلو تورم خاک نیز گرفته شد.

۱ –  مقدمه

با توجه به توسعه چشمگیر اقدامات سازه ای و ساختمان سازی در ایجاد فرودگاهها، تونل های زیرزمینی، احداث اسکله های عظیم، بزرگراهها، احداث سدها و سازه های مربوط به آنها، شبکه های عظیم آبیاری و زهکشی و… نیاز به مصالح ساختمانی تا حد زیادی افزایش پیدا کرده است.[۷] در این بین با توجه به افزایش روز افزون ساخت و سازها و نیاز به زمین مناسب، این فکر که حتی از زمینهای با خاکهای تورم پذیر نیز باید استفاده شود در ذهن مهندسان و دستگاههای اجرایی نقش بسته است.خاکهای تورم پذیردرسراسرجهان به طوروسیعی پراکندگی دارندوازنظرمهندسی منبع صدمات بزرگی برای پروژه ها وسـازه ها هستند .تــورم پــذیری خــاک پدیده نسبتاٌ پیچیـده ای است که هنـوز محققین به خوبی به چگونگی آن پی نبرده اندولی ثابت شده که یک پدیده فیزیکوشیمیائی خاک ومحل است. خاکهای تورم پذیردرحالت خشک خیلی سفت ومحکم هستند[۸].                                                                                                          

روش دقیق و مؤثر شناسایی خاکهای تورم پذیر اساساً بر مبنای آزمایشهای آزمایشگاهی استوار است. با این حال برخی از مشاهدات صحرائی می تواند در تشخیص سریع این خاکها مؤثر باشد. بطور کلی خاکهای متورم شونده دارای بافت نسبتاً ریز تا بسیار ریز با خمیرائی متوسط تا زیاد می باشند. بر اثر تماس این خاکها با تیغه های برنده در صحرا، مثل تیغه ماشین آلات خاکی (بولدوزر، بیل مکانیکی و…) سطح براق و صیقلی حاصل می گردد. از آنجا که تورم و انقباض مانند دو روی یک سکه هستند، لذا هر خاکی که در شرایط خشکی علائم انقباض و ترک خوردگی (سله بستن شدید) از خود بروز دهد، دارای قابلیت تورم زائی بیشتری می باشد،بعلاوه تجربیات بعمل آمده نشان داده است که مقدار تورم حاصله تابع میزان تراکم نسبی نمونه، حد روانی و رطوبت نمونه می باشد.

۲-تثبیت خاک

تثبیت خاک به کلیه عملیاتی گفته می شود که برای بهینه کردن مشخصات ژئوتکنیکی خاک برای هدف مشخصی انجام می شود. مشخصات ممکن است مقاومت، شکل پذیری، نفوذ پذیری، دوام و پایداری، خستگی و غیره باشد که بسته به نوع پروژه و هدف از آن، مشخصه ژئوتکنیکی که باید بهینه شود تشخیص داده شده و براساس آن، نوع تثبیت مشخص می شود.

تثبیت با آهک به صوورت وسیعی در پروژه های مهندسی عمران از قبیل پی سازی، بستر سازی راهها، خاکریزها و شمع ها به کار بده شده است. وقتی آهک به خاک اضافه می شود با ذرات خاک واکنش انجام داده و بسیار از خواص خاک را بهبود می بخشد اما این کار یک مشکل بوجود می آورد چون در آن صورت خاک مانندبتن پلاستیک خواهد شد و انعطاف پذیری خواهد داشت با استفاده از آهک، سیمانتاسیون قوی بین ذرات خاک ایجاد می شود که به صورت مؤثری مقاومت در برابر نیروها را افزایش می دهد. در حالیکه استفاده از آهک خواص مقاومتی خاک را بهبود می بخشد، بر خصوصیات شکل پذیری اثر نامطلوبی می گذارد. افزودن آهک باعث ترد شدگی خاک شده که این امر باعث می شد که خاک مقاومت خود را سریعاً وقتی که شکست صورت می گیرد از دست بدهد.

با توجه به اثرات مثبت تثبیت خاکهای ریزدانه با آهک و همچنین تسلیح خاکها با میکروسیلیس و سیمان، بررسی اثرات توام این مصالح با یکدیگر بررسی گردید.با توسعه تکنولوژی ساخت، انتظار می رود این تکنیک بهسازی کاربرد بسیار گسترده ای پیدا نموده و در بسیاری از حوزه های مهندسی ژئوتکنیک، از قبیل پی سازی، بستر سازی راهها و پایداری شیروانیها به کار گرفته شود.

این نوع خاکها (خاک تورم پذیر) را در ایران اغلب در مناطقی از جنوب کشور که بیشتر در معرض دریا می باشند مثل استانهای خوزستان، بوشهر، هرمزگان ،سیستان و بلوچستان و…می توان یافت.

۲-۱- خاکهای تورم پذیر

خاکهای تورم پذیر، خاکهایی هستند که بدلیل جذب آب، ازدیاد حجم یافته، اصطلاحاً متورم می شوند. تورم در تعریف عبارتست از واکنش فیزیکی- شیمیایی خاک و محیط، که مقدار تورم در آن بستگی کامل به شدت نیروهای جاذبه ودافعه فیزیکی – شیمیایی دارد. مقدار تورم، تابع نوع کانی های رسی و پیوند ملکولی موجود در آن می باشد. در حال حاضر کانی های مونت موریلونیت بعنوان متورم شونده ترین نوع کانی های رسی در مقایسه با ایلیت، کائولینیت و غیره شناخته شده اند. علاوه بر این، ساختمان توده رس، ساختمان شبکه بلوری و ظرفیت تبادل کاتیونی نیز در بروز پدیده تورم نقش بسزایی ایفا می کند.این خاکها به طورعمده دارای ظرفیت تبادل کاتیون (CEC) ،PH  ،حدروانی (LL) وشاخص خمیری (PI) بالاوازنظرکانی شناسی حاوی مقدارزیادی کانیهای رسی هستند.[۶,۸] هر چه ذرات خاک انبوه تر و متراکم تر باشند، پتانسیل تورم پذیری آن بیشتر است. فشار ناشی از تورم خاک ها می تواند موجب خرابی کامل ساختمانهای سبک نظیر پوشش کانالهای آبیاری، کف سازه ها و جاده ها و … گردد.

خاکهای متورم شونده (تورم پذیر) نسبت به تغییرات رطوبتی بسیار حساس می باشند از این رو با جذب رطوبت از آب تحت الارضی و یا آب نشتی و حتی رطوبت ناشی از آبیاری گل و گیاه مجاور سازه و … سریعاً متورم می شوند، و با توجه به سربار کم سازه های سبک، باعث بالا آوردن پوشش کف و بعضاً جداره کانال ها، پوشش آسفالتی جاده ها و بروز ترک در کف دال ها و دیوارهای ساختمانها و … می شود و در مواردی که نیروی تورم خیلی زیاد نباشد باعث بروز ترک و شکستگی می شود که با گذشت زمان و عدم نگهداری و ترمیم صحیح به آسیب دیدگی سیستم ختم می شود.

۲ –۲- روشهای کنترل تورم

برای جلوگیری از ایجاد این پدیده و خسارات حاصله بر اساس این علل، روشهای مناسب اتخاذ نمود. در این زمینه نیز بر اساس نتایج تحقیقات انجام شده در ایران و جهان در مجموع روشهای زیر برای کنترل تورم و خسارات ناشی از آن پیشنهاد شده است:

 – استفاده از خاکها با دانه بندی درشت و فاقد مقدار قابل توجه ذرات ریزدانه.

– استفاده از خاکهای ریزدانه با خمیرائی متوسط تا کم.

– تثبیت واصلاح خاکهای ریزدانه با خمیرائی زیاد به کمک مواد اصلاح کننده مانند آهک، گچ ، خاکستر بادی، سیمان، میکروسیلیس و …

– عدم استفاده از پوششهای سخت (مانند بتن، سنگ و آجر)

– تعویض خاک در شرایطی که انجام هیچ یک از روشهای فوق از نظر فنی و اقتصادی عملی نباشد.

– خاک تورم پذیر چون PI بالایی دارد (حدود ۵۰-۳۵) باید PI آنرا کاهش داد و قطبیت در آن از بین برد.[۱۷,۱۸]

 ۳- خاک های مناسب اختلاط با آهک وتاثیرآن درخاک

به طور کلی خاک هایی جهت اختلاط با آهک مناسب هستند که دارای مقدار کافی رس باشند،یاگروه­های SP-SC, CH-, CL,MH, GW-GC, GP-GC, GM-GC, SM-SC, SC، SM SW-SC(یونیفاید)وگروه­هایA4 -A5- A6- A7 و A2 (اشتو) .به علاوه تحقیقات گذشته مؤید آن است که تأثیر آهک که نتیجه ی آن کاهش PI و افزایش مقاومت خاک است، هنگامی کاربرد دارد که PH خاک بیش از ۱۰ باشد و اگر PH خاک کم تر از ۱۰ بود برای اصلاح یا تثبیت باید از سیمان استفاده کرد. مهم ترین تأثیر آهک بر خصوصیات خاک، اصلاح آن، کاهش دامنه ی خمیری و افزایش CBR می باشد. در این مرحله ممکن است مقاومت فشاری و مقاومت کششی (سمنته شدن )سریعاً افزایش نداشته باشند بنابراین در عملیات تثبیت هدف از اختلاط آهک با خاک بایستی قبلاً مشخص گردد. به عنوان مثال اگر مقدار کمی سیمان با خاک مخلوط گردد برخی از خصوصیات خاک تغییر می کند ولی مقاومت فشاری و کششی به طور محسوسی افزایش نمی یابند در این شرایط میزان سمنته شدن نسبتاً ضعیف و فقط مرحله ی اصلاح انجام شده است.

 ۴- خواص خاک های تثبیت شده به وسیله ی سیمان وواکنش سیمان درخاک

افزودن سیمان به خاک ها عموماً باعث تجمع و گلوله شدن خاک می شود. این عمل که به دلیل هیدراتاسـیون صورت می گیرد باعث افزایش درصـد رطوبت بهینه و کاهش وزن مخصوص خاک تثبیت شده با سیمان نسبت به خــاک اولیه می شود، لیکن بیش تر بودن چگالی سیمان نسبت به خـاک طبیعی جبــران کاهش وزن مخصوص خـاک تثبیت شده با سیمان را می کند. برای انرژی تراکم معین تأثیر، تراکم خاک های تثبیت شده با سیمان باعث کاهش وزن مخصـوص و همچنین کاهش مقاومت آن ها می شود. اصولاً تراکـم خاک های تثبیت شده باید به نحوی انجام شود تا پـس از اتمـام عملیات تراکم درصد فضـای خـالی مخلوط به حـداقل ممکن تقلیل یابد. درصد فضـای خالی خاک های تثبیت شده با سیمان علاوه بر جنس خاک بستگی به درصد رطوبت مخلوط در حین تراکم دارد. برای یک انرژی تراکم معین حداقل فضـای خــالی تثبیت شده با سیمان در درصـد رطوبت بهینه حاصـل می شود. خـواص خـاک های متراکم تثبیت شده با سیمان به وسیله ی مقدار سیمان اضافه شده به تراکــم کنتـرل می شود. با افزایش مقدار سیمان، مقاومت و ظرفیت برشی افزایش می یابد. ولی در خاک های رسی نفوذپذیر میل به افزایش تورم خاک های رسی کاهش داده می شود. با افزایش درصـد سیـمان به کار رفته برای اصــلاح خاک از حد روانی به دامنه ی خمیری کاسته شده و حد خمیری افزایش می یابد.[۵] مقاومت فشاری تک محوری خاک ها نیز با افزودن سیمان افزایش پیدا می کند. مقاومت فشاری خاک های دانه ای غیرچسبنده که با سیـمان تثبیت شده اند بیش تر از مقاومت فشاری خـاک های تثبیت شده با سیمان است. این اختلاف مقاومت با افزایش درصد سیمان در مخلوط بیشتر می شود.

 ج ) میکروسیلیس وتاثیرآن برخاک تورم پذیر

میکروسیلیس ازپوزولانهای بسیار فعال است وبه همین دلیل می تواند درتثبیت خاک درمقابل تورم نقش اساسی ایفا کند.پوزولانها وقتی درمعرض آب وهیدروکسید کلسیم دردمای معمولی قرارمی گیرند،ترکیبی را ایجاد می کنندکه خواص سیمانی دارد.میکروسیلیس می تواند بعنوان یک پوزولان موجب جلوگیری ازکربناسیون وافزایش واکنش های سمنتاسیون گردد.[۱]سیلیکافوم که بانام میکروسیلیس شناخته می شودیکی ازموادفرعی درکارخانه تولیدآلیاژفروسیلیسیم است ودرایران به فراوانی تولیدمی شود، تاچندی پیش این ماده ازدودکش کارخانجات خارج وباعث آلودگی هوا می گردید.میکروسیلیس عمدتاٌ، ذرات شیشه ای گرد مانند باسطح صاف هستند که ازنظررنگ ،بیشترین رنج ازسفیدتاخاکستری تیره یافت می شود وسطح ویژه ذرات آن تقریباٌ۲۰۰۰۰ کیلوگرم برمترمربع می باشد. اندازه ذرات میکروسیلیس معمولاٌ ۱/۰ میکرون بوده که این اندازه درحدود ۰۱/۰ اندازه ذرات سیمان می باشد. میکروسیلیس ها دارای بیش از % ۹۰  اکسید سیلیس (    Sio2)  می باشد.

جدول ۱ در صد ترکیبات شیمیایی موجود در میکروسیلیس

ترکیبات شیمیائی میکروسیلیس

Sio2

Fe2o3

Al2o3

Cao

Mno

C

درصدترکیب

۸۵-۹۵%

۴/۰ -۲%

۵/۰ -۷/۱ %

۲ –  ۳/۲ %

۱/۰ -۹/%۰

۶/۰-۵/۱ %

۳-آزمایش حد خمیری و حد روانی

به طور کلی حالت خمیری(Plasticity) یکی از خصوصیات مهم خاک های ریزدانه محسوب می شود و این حالت ناشی از وجود کانیهای رسی یا مواد آلی در خاک می باشد. ویژگی خمیری، میزان قابلیت یک خاک را برای تغییرشکل غیر قابل برگشت نشان می دهد. ویژگی خمیری مواد چسبنده توسط حدود اتربرگ که شامل حد روانی (LL) حدخمیری (PL)و حد انقباض(SL) است ونیز شاخص خمیری(PI)تعیین می شود. مقادیر بالاترPI وPL نمایشگر تمایل بیشتر خاک به انقباض براثر خشک شدن و تورم بر اثر مرطوب شدن است.[۱,۶]

نحوه انجام آزمایش به این ترتیب است که ابتدا خاک و آهک مخلوط شده وسپس میکروسیلیس به آن اضافه میگرددوبه این ترکیب آب اضافه می شود، پس ازآن مخلوط حاصل به مدت ۱ ساعت به همان حالت شل به حال خود رها گردیده تا واکنش های آنی به وقوع بپیوندند، سپس سیمان به آن اضافه شده و تحت آزمایش حدود اتربرگ قرار می گیرد. در این آزمایش برای تهیه نمونه ها از درصدهای مختلف آهک ، میکروسیلیس وسیمان استفاده شده و برای هر نوع مخلوط ۳ بار آزمایش حد روانی و حد خمیری انجام گرفت.[۱]

در نمودار ۱ تا ۶ ، تاثیر افرودن آهک وسیمان و میکروسیلیس بر حدروانی ونشانه خمیری نشان داده شده است. نتایج بیانگر این است که با افزایش میکروسیلیس و آهک، حد روانی و نشانه خمیری کاهش می یابد و موجب بهبود خصوصیات خمیری خاک میگردد.علت کاهش پلاستیسیته خاک پس از اختلاط با آهک و میکروسیلیس، تبادل کاتیونها و درشت دانه شدن بافت آن می باشد.

نمودار (۱) : تاثیرافزودن آهک برحد روانی[۱]

             نمودار(۲) : تاثیرافزودن آهک برنشانه خمیری[۱]

نمودار (۳) : تاثیرافزودن سیمان برحد روانی [۱]

نمودار(۴) : تاثیرافزودن سیمان برنشانه خمیری

        نمودار (۵) : تاثیرافزودن میکروسیلیس برحد روانی مخلوط خاک- آهک

نمودار(۶) : خط تاثیرافزودن آهک برنشانه خمیری مخلوط خاک-آهک[۱]

جدول ۲ مشخصات و علامت اختصاری نمونه های آزمایش

علامت اختصاری

مشخصات ترکیب

N

خاک طبیعی (خاک تورم پذیر)

N+4L

خاک طبیعی + ۴ درصد آهک

N+6L

خاک طبیعی + ۶درصد آهک

N+8L

خاک طبیعی + ۸درصد آهک

N+4L+1M

خاک طبیعی +۴ درصدآهک+ ۱درصد میکروسیلیس

N+4L+3M

خاک طبیعی +۴ درصدآهک+ ۳درصد میکروسیلیس

N+4L+5M

خاک طبیعی +۴ درصدآهک+ ۵درصد میکروسیلیس

N+4L+5M+3C

خاک طبیعی +۴ درصدآهک+ ۵درصد میکروسیلیس +۳درصدسیمان

N+4L+5M+5C

خاک طبیعی +۴ درصدآهک+ ۵درصد میکروسیلیس +۵درصدسیمان

N+4L+5M+7C

خاک طبیعی +۴ درصدآهک+ ۵درصد میکروسیلیس +۷درصدسیمان

۴- آزمایش مقاومت فشاری تک محوری(Unconfined Compression Test )

این آزمایش معمولاٌبرای نمونه های رسی مورداستفاده قرارمی گیرداین مقاومت بااعمال تنش محوری به نمونه استوانه شکل خاک بدون آنکه فشارمحیطی به آن واردشودویابررسی کرنشهای محوری مربوط به مقادیرمختلف تنش تعیین می شود.برای آزمایش مقاومت فشاری تک محوری، نمونه ها با ترکیبات مختلفی که در جدول شماره ۲ آورده شده است،در زمان های ۲ روزه، ۷ روزه و ۲۵روزه، عمل آوری شده وتحت آزمایش قرار گرفتند. برای کنترل نتایج از هر ترکیب ۲نمونه استوانه ای ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفته است .معمولا بلافاصله بعد از افزودن آهک به خاکهایواکنش دار، مقاومت آنها به میزان محسوسی افزایش می یابد . با افزودن آهک به خاک، یونهای کلسیم آهکجایگزین یون های با ظرفیت کمتر موجود در خاک می شوند ، این تبادل یونی منجر به اصلاح خواص خمیری خاک میگردد. PH  بالای محیط خاک تثبیت شده با آهک، قابلیت حل شدن و واکنش پذیری سیلیکات و آلومینات موجود درذرات رس را افزایش می دهد و با انجام واکنش پوزلانی بین یونهای کلسیم و سیلیکاتها عناصر پایداری نظیرسیلیکاتهای کلسیم و آلومیناتهای کلسیم تشکیل می شود . این ژل های هیدراته تولید شده ، همانند چسب طبیعیعمل نموده و باعث افزایش مقاومت و دوام خاک تثبیت شده با آهک می شود. همچنین میزان کلسیم محلول بااضافهشدن میکروسیلیس به خاک زیاد شده ولذا باعث افزایش فعالیت پوزولانی می گردد، به همین دلیل افزودنمیکروسیلیس به عنوان یک پوزولان،باعث افزایش مقاومت فشاری خاک تثبیت شده می گردد. [۱]

نتایج چندتحقیق درمقالات مختلف پیرامون مقاومت فشاری تک محوری موادافزودنی به خاکها:

افزودن۵ درصدآهک به خاک،مقاومت فشاری درمدت زمان عمل آوری ۲۸روزه رابه میزان ۷۴درصدافزایش داده است.همچنین افزودن الیاف پلی پروپلین به تنهایی به میزان ۳۵ درصدبه خاکها مقاومت فشاری نمونه راتا ۱۳درصدافزایش میدهد.[۱۰ ]

بررسی تاثیرمیکروسیلیس برروی خصوصیات مهندسی خاک  رس تثبیت شده با آهک که در معرض یخ زدن وذوب شدن متوالی قرارمیگیرندهدف این تحقیق بوده وبه خاکی که با ۷%آهک تثبیت شده ،درصدهای مختلف از ۰%تا ۵% اضافه شده است که پس آزمایش مقامت فشاری روی آنها به این نتیجه رسیدندکه افزایش مقاومت نمونه ها دربرابر یخ زدن وذوب شدن براثرافزودن میکروسیلیس بوده است.[۴]

اگرخاک رس تثبیت شده باآهک ،درمعرض سولفات قرارگیرد،باعث به وجودآمدن مشکلاتی ازجمله ،کاهش مقاومت می شود.دراین تحقیق خاک رس کائولینیت بادرصدهای مختلف آهک ،سرباره وگچ ،دردصد رطوبت های مختلف مخلوط شده ومقاومت نمونه ها موردبررسی قرارگرفته است .نتایج بدست آمده حاکی از آن است که درصورت وجودرطوبت کافی جهت فعال سازی وهیدراتاسیون سرباره وانجام واکنش پوزولانی خاک وآهک ، وجودسرباره درکنارگچ وآهک باعث افزایش مقاومت وکسب نتایج مناسب تر می شود ودرصورت عدم وجودرطوبت کافی ،وجودسرباره می تواند نتیجه عکس داشته واز مقاومت نمونه ها بکاهد.[۱۳]

درنمودار۷ و ۸ تاثیر میکروسیلیس و آهک بر مقاومت فشاری تک محوری نمونه های ۲۸ روزه ترسیم شده است. باتوجه به شکل، با زیاد شدن مقدار میکروسیلیس و آهک، مقاومت فشاری حداکثر مخلوطها افز ایش یافته و ضمنًاشیب نمودار تنش – کرنش زیاد می شود )مدول ارتجاعی فشاری بالا می رود(.

 نمودار(۷) : تاثیرآهک برمقاومت فشاری برای زمان عمل آوری ۲۸ روزه

نمودار(۸) : چگونگی تاثیرمیکروسیلیس برمقاومت فشاری برای زمان عمل آوری ۲۸ روزه

نمودار(۹) : درصدآهک به مقاومت فشاری حداکثربرای زمان عمل آوری۲۸روزه

نمودار(۱۰) : درصدمیکروسیلیس به مقاومت فشاری حداکثربرای مخلوط خاک –آهک برای زمان عمل آوری۲۸روزه

نمودار ۹ نشان دهنده درصد آهک به مقاومت فشاری حداکثر می باشد. در این شکل مشاهده می شود افزایشآهک تا ۴ درصد، باعث افزایش قابل توجه مقاومت فشاری می شود ، ولی بعد از آن دیگر با افزایش آهک تغییرچشمگیری در افزایش مقاومت دیده نمی شود .  همچنین نمودار ۱۰ نشان دهنده درصد میکروسیلیس به مقاومتفشاری حداکثر برای مخلوط خاک آهک می باشد. در این شکل مشاهده می شود که افزودن ۵درصد میکروسیلیسبه مخلوط خاک و آهک برای زمان عمل آوری۲۸ روزه، سبب افزایش ۳۲ درصدی مقامت فشاری گردیده است، و ازآنجائیکه سیمان نیز به این ترکیب اضافه میشود ، درصد بهینه میکروسیلیس همان ۵ درصدحفظ گردیده است وسیمان با درصدهای ۳ ، ۵ و ۷ درصد به این ترکیب اضافه شد که پس از انجام آزمایش درصد بهینه سیمان مصرفی ۵ درصدمشخص گردید. درنمودار ۱۱ نمودار تاثیرسیمان برترکیب مخلوط خاک ،آهک ومیکروسیلیس نشان میدهد.

نمودار۱۱- تاثیر ترکیب آهک ، میکروسیلیس وسیمان برمقاومت فشاری خاک تورم پذیر

۵-آزمایش CBR

آزمایش CBR به صورت خشک انجام شده است. در آزمایش CBR درحالت خشک، پس از سپری شدن زمان عمل آوری ۷ روزه، نمونه بلافاصله تحت آزمایش CBR قرار گرفت.در جدول ۴، نتایج آزمایش CBR ، نشان داده شده است. نتایج بیانگر این است که با افزایش میکروسیلیس، آهک وسیمان ، CBR خاک افزایش می یابد و سبب می شود تا ظرفیت باربری خاک افزایش یابد. [۱,۱۶]

جدول(۳ (نتایج آزمایش CBR

CBR  %در حالت خشک

نمونه ها

۱۰٫۶

N

۲۳٫۷

۴L

۲۷٫۸

۶L

۲۹٫۸

۸L

۲۳٫۹۵

۴L+1M

۲۵٫۵

۴L+3M

۲۸

۴L+5M

۲۷٫۳

۴L+5M+3C

۳۰٫۷

۴L+5M+5C

۲۹٫۳

۴L+5M+7C

با مشاهده نتایج آزمایش CBR ملاحظه می گردددرحالت خشک این مقدار۶/۱۰ درصد می باشد، که درنمونه ی خاک طبیعی۴L) ) دارای مقاومت۷/۲۳درصد و نمونه  (۴L+5M+5C) به مقاومت ۳۰/۷ درصد رسیده است.

در نمونه ۴L به دلیل اضافه شدن آهک، مواد سمنته ای تشکیل شده و باعث افزایش مقاومت شده است، همچنین با افزایش میکروسیلیس، PH خاک افزایش یافته و سرعت واکنش پوزولانی زیاد می شود به همین دلیل سبب افزایش مقاومت خاک می گردد، که افزایش مقاومت درحالت افزودن سیمان به ترکیب خاک درجدول فوق مشاهده میگردد.

۶- اندازه گیری تورم

برای اندازه گیری تورم ، پس از سپـری شدن زمان عمل آوری ۷ روزه ، نمونه به مدت ۹۶ ساعت درآب قرارگرفته و در زمان های مشخص میــزان تـورم نمونه با استفاده ازگیج قرائت شده است.

 اضافه کردن آهک به خاک تورم پذیر و رسی باعث افزایش یونهای کلسیم و منیزیم در محیط میشود که این یونها با یونهای سدیم و پتاسیم خاک جایگزین شده و باعث بهبود خواص وکاهش تورم خاک میشوند، زیرا یونهای جایگزین شده به دلیل اینکه ضخامت لایه دو گانه کمتری دارند، وابستگی کمتری به آب داشته و باعث کاهش تورم میشوند.   هنگامی که ذرات رس با کلسیم یا آهک اشباع می شوند، دیگر تمایل به جذب آب نداشته و بدین وسیله امکان تورم آنها کاهش می یابد. علت کـاهش تــورم نمونه های تثبیت شده با درصدهای بالا، ایجاد پیوندهای پوزولانی بین ذرات آن است، بدین معنا که مواد پوزولانی با ایجاد یک حالت سمنتیک مانع از افزایش حجم خاک می شودوبه همین علت جهت جلوگیری از اضافه نمودن آهک با درصدهای بالا جهت سمنته شدن ترکیب ،از سیمان با درصدی معین (۵درصد) استفاده شده است. اضافه کردن میکروسیلیس نیز سبب تسریع واکنش پوزولانی و تشکیل مواد سمنتیک شده و بدین صورت باعث کاهش تورم خاک می گردد. [۱]

اندازه گیری میزان تورم در آزمایشگاه، از یک آزمایش ساده تحکیم بر روی نمونه های دست نخورده استفاده می شود. این دو روش معمولا،آزمایش تورم آزاد و آزمایش فشار تورم می باشدویجی و همکاران (۱۹۷۳) با مطالعه نتایج آزمایش های متعدد، نموداری برای ارتباط بین تورم آزاد،حد مایع و رطوبت طبیعی رسم کرده و سپس با این نمودار تورم آزاد زمین را مطالعه نمودند نقل از داس (۱۹۹۰) ، شکل ۱ نمودار نشانه تورم [۲]

شکل ۱ – (تعیین میزان تورم آزاد ویجی و همکاران (داس ۱۹۹۰ به نقل از طاحونی[۲]

نمودار۱۳ و ۱۴ ، تاثیرسیمان، میکروسیلیس و آهک بر میزان تورم را نشان می دهد. با مشاهده نمودار  ۱۳ و۱۴  ، می تـوان به این نتیجه رسید که افــزایش درصــد آهک ومیکروسیلیس ، موجب کاهش تــورم می شود و سرعت کاهش تورم با افزایش میکروسیلیس به مخلوط خاک آهک سبب کاهش تورم میگردد، همچنین افزودن سیمان باعث کاهش تورم وبالابردن ظرفیت باربری می گردد.

(نمودار ۱۳ ) تاثیرافزودن میکروسیلیس برمیزان تورم مخلوط خاک –آهک

(نمودار ۱۴ ) تاثیرافزودن سیمان برمیزان تورم مخلوط خاک –آهک-میکروسیلیس

۷- نتیجه گیری

۱- افزودن سیمان به مخلوط خاک آهک و میکروسیلیس باعث افزایش حد خمیری شده وحد روانی به صورت جزئیکاهش یافته است. بنابراین نشانه خمیری ،کاهش یافته و خصوصیات خمیری خاک بهبود می یابد.

۲-در نمونه هایی که سیمان اضافه شده، همانند نمونه هایی که آهک ومیکروسیلیس افزوده شده، با افزایش زمانعمل آوری بر مقاومت فشاری افزوده می شود.

۱-    افزودن میکروسیلیس علاوه براین که جلوواکنش کربناسیون درترکیب آهک وخاک رامیگیرد،کمک میکندخلل وفرج خاک نیز گرفته شود.

۴- با افزودن سیمان به مخلوط خاک آهک و میکروسیلیس ،  CBR خاک افزایش یافته و این افزایش یافتگی با بیشترشدن درصد میکروسیلیس تا۵ درصد وافزایش سیمان نیز تا ۵ درصد ، زیادتر می شود،و به این ترتیب ظرفیت باربریخاک افزایش می یابد.

۵- افزودن سیمان  و میکروسیلیس به مخلوط خاک آهک، سبب تسریع واکنش پوزولانی و تشکیل مواد سمنتیک میشود و بدین صورت باعث کاهش تورم خاک می گردد.

۸- مراجع

۱-“تاثیرمیکروسیلیس برمقاومت وتورم پذیری خاک مارن تثبیت شده با آهک”غلام مرادی۱ مالک علیزاده۲ مجتبی پاشایان۳ ۱-استادیاردانشکده مهندسی عمران،دانشگاه تبریز۳و۲- کارشناس ارشدعمران گرایش خاک وپی دانشگاه تبریز

۲-م” تحلیل حساسیت خاک های متورم شونده از طریق تغییر حدود اتربرگ”جواد شریفی ۱، حبیب الرحمن جمشیدزهی ۲، مجید حمیدی راد۱ ۱-شرکت مهندسین مشاور راه و پل هامون ۲- اداره کل نوسازی مدارس استان سیستان و بلوچستان

    ۳-معماریان ،ح.،(۱۳۷۷) ،” زمین شناسی مهندسی وژئوتکنیک “،چاپ دوم ،انتشارات دانشگاه تهران

۴- مهدی مستعار۱،مسعود اولی پور ۲ ، محسن غفاری ۳ م ( ۶ و۷ اردیبهشت ماه ۱۳۹۰ )”بررسی تاثیرسیکل های یخ زدگی برروی خاکهای تثبیت شده با آهک ومیکروسیلیس” ،۱-کارشناسی ارشدمکانیک خاک وپی ۲- استادیار دانشگاه شهیدچمران اهواز ۳- مدرس دانشگاه آزاد اسلامی ،واحدیاسوج

۵- م”خصوصیات فیزیکی مکانیکی دونمونه ریزدانه رسی سیلتی دروضعیت تثبیت نشده وتثبیت شده باآهک وسیمان”،مهدی کرباسی راوری،علی سبزعلی سنجانی ،دانشگاه اراک ،سومین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک ومکانیک خاک ایران ۱۸تا۲۰ آذر۱۳۸۱

۶- عفت یوسفی ۱، محمد غفوری ۲، غلامرضا لشکریپور۳، سیده لیلا طالبیان۴ ،۱-شرکت مهندسین مشاورجهدآزما۲- دانشیار گروه زمینشناسی دانشگاه فردوسی مشهد۳- استاد گروه زمینشناسی دانشگاه فردوسی مشهد۴-  دانشجوی کارشناسی ارشد زمینشناسی مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد” بررسی کانیهای رسی خاک بستر شهر مشهد با توجه به حدود اتربرگ آنها”کنفرانس زمین شناسی مهندسی ومحیط زیست ایران

۷- مهدی دریائی ۱ سید محمود کاشفیپور۲ ،۱و۲ –دانشجوی دکتری ودانشیارگروه سازه های آبی،دانشکده مهندسی علوم آب،دانشگاه شهیدچمران اهواز، م” بررسی تاثیر افزایش ماسه بادی و آهک بر روی خصوصیات مقاومتی خاکهای رسی”۱۸/۱۰/۸۹

۸-م”بررسی تورم خاکهای محل مخازن پروژه انتقال آب زرینه رودبه تبریز”مهدی مرادعلی نژاد،کارشناسی ارشدزمین شناسی دانشگاه تهران،اکبرچشمی استادیاردانشگاه تهران،ابراهیم اصغری استادیارگروه زمین شناسی دانشگاه تبریز،پانزدهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران

۹-م”بررسی تثبیت خاک با استفاده از آهک در فرودگاه پارس”امیر کاووسی۱،لیلا هاشمیان۲ ۱-عضو هیاًت علمی گروه راه و ترابری – دانشگاه تربیت مدرس۲-دانشجوی کارشناسی ارشد راه و ترابری – دانشگاه تربیت مدرس ایران – تهران

۱۰-م” مطالعه اثرات استفاده توام آهک و الیاف پلی پروپیلن برخصوصیات مقاومتی کائولینیت” محمودرضا عبدی۱، حسن خیاط بهارلویی۲ -۱ استادیار- دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی۲- کارشناسی ارشد خاک و پی

۱۱– American Concrete Institute.(2000), ACI 234R-96.Guide for the use of silica fume in concrete.

۱۲-م”مشخصه های ژئومکانیکی ماسه های رس دار تثبیت شده با آهک”دکترمهیارعربانی۱،استادیارگروه مهندسی عمران-دانشکده فنی دانشگاه گیلان ،مهدی ویس کرمی،فوق لیسانس مهندسی عمران-مکانیک خاک وپی ،دانشکده فنی دانشگاه گیلان

۱۳-م “تاثیررطوبت برمقاومت CBR خاک تثبیت شده با آهک وسرباره کوره ذوب آهن درمجاورت سولفات”مسعودمکارچیان ۱،حسین نادری۲،۱-استادیاردانشگاه بوعلی سینا همدان۲-دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک خاک وپی دانشگاه بوعلی سینا همدان،پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران(۱۳۸۹)

۱۴-م “اصلاح رفتارمقاومتی خاک با استفاده ازالیاف طبیعی”نشاط اخوت ۱،رضاپورحسینی ۲،سیدمهدی ابطحی۳،سیدمهدی حجازی۴،۱-دانشجوی دوره کارشناسی ارشد خاک وپی ،دانشگاه یزد،۲-استادیاردانشکده مهندسی عمران ،دانشگاه یزد،۳-استادیاردانشکده مهندسی عمران ،دانشگاه صنعتی اصفهان،۴-دانشجوی دوره دکتری مهندسی نساجی ،دانشگاه صنعتی اصفهان،پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران(۱۳۸۹ )

۱۵-م” بررسی صدمات حاصل از اندرکنش آب وخاک برروی ابنیه فنی وشیوه بهینه کنترل آن”المیراخاکسار۱،ابوالفضل اسلامی۲،امیرهوشنگ چگینی۳،۱-دانشجوی کارشناسی ارشد،دانشکده فنی ،دانشگاه گیلان،۲-دانشیارگروه ژئوتکنیک ،دانشگاه گیلان ودانشگاه صنعتی امیرکبیر،۳-استادیارگروه عمران ،دانشکده فنی ،دانشگاه گیلان،پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران (۱۳۸۹ )

۱۶-م” مقایسه تاثیرآهک زنده وشکفته برویژگیهای ژئوتکنیکی خاک اصلاح شده “نوشته :سعیدهاشمی طباطبایی وعطا آقایی آرایی، مرکزتحقیقات ساختمان ومسکن ،تهران،ایران،تاریخ پذیرش:۱۸/۷/۱۳۸۶

۱۷-“خاکهای متورم شونده” نوشته علیرضا خسروانی ،فوق لیسانس ژئوتکنیک(خاک وپی)

۱۸-“آهک وکاربردهای آن”حمید وطن چی ،اکرم دانی،کتایون آزرمان،کارشناسان متره وبرآوردامورآبیاری وزهکشی

۱۹-SWELLING PRESSURE OF EXPANSIVE SOIL STABILIZAED USING EPS GEOFOAM ,A.P.Shelke,Research Scholar ,Dept of CivilEngg,IIT Bombay-D.S.Murty,Assistant Professor,Dept of Civil Engg, II T Bombay (2011)

 منبع: مقاله ارسالی از عبدالقادر ملک‌پور، ابراهیم رده و بهزاد کلانتری

آموزش خرید از نقش نگار

جهت مشاهده آموزش سفارش محصولات سایت اینجــــــــا کلیک کنید

لینک ثابت و کوتاه مطلب : http://www.naghsh-negar.ir/?p=9041

لینک دانلود

پسورد:

منبع : خاکزاد دات کام

نکته بسیار مهم:جهت بحث و تبادل نظر به انجمن سایت مراجعه نمایید.

نکته1 :جهت استفاده از فایل های فشرده از نرم افزار WinRar استفاده نموده و به پسورد هر فایل توجه نمایید.

نکته2 :جهت آموزش استفاده از نرم افزار Winrar اینــــــــــجا کلیک کنید

نکته3 :در صورت بروز هرگونه مشکل در لینک دانلود از طریق بخش نظرات در پایین صفحه با ما در ارتباط باشید

نکته4:جهت استفاده از لینک های غیر مستقیم سایت و نحوه دانلود از Hotfile اینجـــــــــا کلیک کنید.

درباره سیروس برادران

پاسخ بدهید

ایمیلتان منتشر نمیشوذفیلدهای الزامی علامت دار شده اند *

*

*

code

رفتن به بالا
ورود به انجمن نقش نگار مرجع معماری و عمران
 فروشگاه معماری ایرانیان