چکیده

در شهرهای زیادی از جمله تهران خاکهای درشت دانه قسمتهای وسیعی را می پوشاند که با توسعه فعالیتهای عمرانی، درگیری با این نوع خاکها زیاد شده و در مواردی نیاز به بهسازی پیدا می کنند. از جمله این موارد پی ساختمانها برای جلوگیری از نشست، زیر سازی راهها و احداث دیوارهای مسلح در کنار بزرگراههای شمال تهران است.

به منظور بهسازی خاکهای شن و ماسه رس دار تهران با آهک و بررسی تاثیر آن بر مقاومت، نمونه خاکی با دانه بندی شن و ماسه رس دار انتخاب شده و مطالعه بر روی آن انجام شده است. خاک مورد نظر حاوی ۵۴ درصد شن، ۹۴ درصد ماسه و ۶ درصد مواد ریزدانه میباشد. با افزودن مقادیر مختلف آهک ۰، ۵/۱، ۳، ۵/۴، ۶ و ٩ درصد وزنی، نمونههای مکعبی شکل به ابعاد ۵۱×٣٠×٣٠ سانتیمتر برای آزمایش برش مستقیم و استوانه ای شکل به قطر ١٠ سانتیمتر و ارتفاع ٢٠ سانتیمتر برای آزمایش سه محوری ساخته شدهاند. نمونهها بعد از نگهداری در شرایط اشباع، آزمایش شدهاند.

نتایج مطالعات نشان میدهد که با افزودن آهک حتی به مقدار کم، افزایش قابل توجهی در مقاومت برشی بوجود آمده و سختی خاک چند برابر میشود. لذا در صورت بهسازی خاک خاکهای مورد نظر با آهک، تغییر شکل و مقادیر نشست به مقدار زیادی کاسته میشود.

کلید واﮊهها: آبرفتهای تهران، آهک، بهسازی خاک، مقاومت برشی، خاک شن و ماسه رس دار، سیمانی شدن.

١- مقدمه

یکی از موادی که برای بهسازی خاک استفاده میشود، آهک است. این ماده ارزان به وفور در نقاط مختلف جهان و ایران قابل دسترسی است. تاثیر آهک در افزایش مقاومت و سختی خاک، عمدتاﹰ ناشی از فعل و انفعالات فیزیکوشیمیایی آهک با ذرات رسی و ایجاد پیوندهای سیمانی بین ذرات درشت است. بوینتونب١م نشان داده که دو عامل موجب افزایش مقاومت خاک در اثر اضافه کردن آهک

میشود: الف- آهک ذرات ریز رسی را به هم چسبانده و اجزای درشت و سخت را پدید می آورد که این عمل در اثر جایگزینی کاتیون کلسیم به جای یونهای سدیم یا هیدروﮊن موجود در رس صورت میگیرد، ب- آهک باعث سیمانی شدن در اثر واکنشهای شیمیایی با آلومینوسیلیکاتهای خاک میشود. شرودب٢م عوامل محیطی نظیر دما و دب را در فعل و انفعالات شیمیایی مهم میداند. بوردمن و همکاران ب٣م نشان دادهاند که برای سهولت انجام واکنش آهک و رس، رطوبت باید کافی میباشد. لیتلب۴م تمامی خاکهایی که مواد ریز دانه آنها دارای نشانه خمیری بیش از ١٠ درصد دارند را قابل بهسازی با آهک دانسته است.

خاکهای شن و ماسه رسدار گسترش وسیعی در قسمتهای شمالی و مرکزی تهران دارند. حالت تپه ماهوری مناطق شمالی تهران باعث می شود که با احداث بزرگراهها، ترانشه های عمیقی بوجود آمده و برای پایدارسازی و نماکاری دیواره ترانشهها نیاز به استفاده از دیوارهای حایل سنگین یا دیوارهای خاک مسلح پدید آید. اخیراﹰ استفاده از دیوارهای خاک مسلح در کنار بزرگراههای تهران رایج شده و پیآمد مطلوبی نیز داشته است. البته در بعضی از نقاطی که دیوارهای مزبور دارای ارتفاع زیادی هستند، کم و بیش تغییر شکلهایی در خاک مسلح ایجاد شده و به دنبال آن دررفتگی بلوکهای بتنی پدید آمده است. به نظر میرسد بهسازی خاک با آهک، در چنین مواردی موثر بوده و همچنین می تواند مانع تغییر شکلهای ناشی از نیروهای دینامیکی تردد یا زلزلههای احتمالی شود. بهسازی خاکهای شن و ماسه رسدار در زیر پی مناطقی که خاک باربری کافی ندارد، نیز می تواند بکار رود.

در مقاله حاضر بهسازی خاک شن و ماسه رسدار تهران و تاثیر آهک بر مقاومت برشی، رفتار سه محوری و سختی خاک بررسی شده است.

٢- روش مطالعه

به منظور مطالعه اثر آهک بر روی خاک شن و ماسه رسدار تهران، ابتدا خاک پایهای که نمایانگر خاکهای درشت دانه تهران باشد تعیین شده و سپس نمونه های مورد نیاز از آن تهیه شده و تحت آزمایشهای برش مستقیم بزرگ و سه محوری قرار گرفته است.