چکیده

خاکهای چسبنده در هنگام بارگذاری با توجه به قابلیت تراکم بالا، می تواند باعث خطراتی برای سازه شود. نشست های نا متقارن از جمله این خطرها می باشد. یکی از روشهای مورد استفاده مهندسین جهت جلوگیری از مسائل ذکر شده تقویت و بهسازی خاک می باشد. از روشهای موثر در این زمینه تکنیک مسلح کردن خاک با الیاف های مصنوعی می باشد. همچنین با توجه به اثرات مثبت استفاده از افزودنی های فسفاتی جهت تثبیت آلودگی های فلزات سنگین درون خاک ، بررسی اثرات توام این مصالح با یکدیگراحتمالاً بتواند کاربردهای مهندسی و زیست محیطی خاک های ریزدانه را گسترده تر نماید. در این تحقیق با اختلاط توام الیاف مصنوعی و افزودنی دی کلسیم فسفات با خاک رس آلوده به فلزات سنگین و انجام آزمایش تحکیم یک بعدی بر روی آنها، تغییرات شکل پذیری نسبی خاک (کرنش) و ضریب نفوذ پذیری مخلوط ها مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ۱۳ طرح اختلاط متفاوت آماده و مورد ارزیابی قرار گرفته است. نمونه ها با مقادیر متفاوت الیاف مصنوعی ۰/۲۵)، ۰/۵، ۱، ۱/۵ درصد وزن خاک رس خشک) و درصدهای متفاوت دی کلسیم فسفات ( ۰/۵ و ۱ درصد) ، تحت دما و رطوبت یکسان برای زمان های ۵ و ۱۴ روز عمل آوری شده اند. افزایش تغییر شکل نسبی و تغییرات ضریب نفوذ پذیری تابعی از مقدار دی کلسیم فسفات، الیاف و همچنین مدت زمان عمل آوری بوده است.

کلمات کلیدی:تنش، کرنش، نفوذپذیری، دی کلسیم فسفات، خاک رس، الیاف نایلون

اعتبار علمی این مقاله منوط به داشتن گواهی ارائه مقاله در همایش، ممهور به مهر دبیرخانه میباشد.

مجموعه مقالات همایش ملی یافتههای نوین در مهندسی عمران ۱۷۱

.۱ مقدمه

خاکهای رسی وقتی در معرض رطوبت قرار بگیرند،معمولاً متورم شده و از مقاومت آنها کاسته میشود، به همین علت وجود خاکهای رسی باقابلیت تورم، به عنوان یکی از مشکلات رایج در مهندسی ژئوتکنیک شناخته میشود. در این روشها، کارشناسان با استفاده از اصول علمی و بهرهگیری از فناوریهای جدید، مواد و مصالح مناسب را در تقویت خاک به کار می گیرند و مشخصات مهندسی و خواص مکانیکی از جمله مقاومت، سختی، شکلپذیری و ظرفیت باربری آن را بهبود میبخشد. امروزه با پیشرفت علم، تسلیح و تثبیت خاکها به طرق گوناگون نظیر روشهای مکانیکی، شیمیایی، فیزیکی، بیولوژیک (رویاندن گیاه) و روش الکتریکی امکانپذیر است. تکنیک مسلح کردن خاک جزو روشهای فیزیکی محسوب می شود. این روش اولین بار توسط ویدال و همکاران در سال ۱۹۶۶ در فرانسه ابداع شد. یکی از روشهای تسلیح خاک، اختلاط آن با الیاف و رشته ها می باشد. تلفیق این عناصر با خاک محیطی مرکب ایجاد می نماید که در آن درگیری المان های تسلیح با دانه های خاک، مقاومت و شکل پذیری خاک را در جهات مختلف بهبود می بخشد. یکی از مشکلات پسماندهای صنعتی و معادن وجود خاکهای باخمیری بالا (خاک رس) حاوی انواع آلودگیهای محیط زیستی میباشد. این نوع پسماندها همچنین در صنایع مختلف نظیر پتروشیمی و در فرایندهایی نظیر جیوه زدایی نیز وجود دارند که در بعضی از مناطق این پسماندهای خاکی بر روی همدیگر تلنبار شده و یا در زیر زمین دفن میشوند. به علت مقاومت ضعیف این پسماندها در هنگام بارندگی، مواد آلوده و فلزات سنگین درون این خاک ها در آبهای زیرزمینی نفوذ کرده و یا با آبهای جاری حرکت کرده که این امر میتواند مشکلات زیست محیطی برای محیط ایجاد نماید. یکی از روشهای تثبیت و بیحرکت کردن آلودگیهای فلزات سنگین در این نوع پسماندها استفاده از ترکیبات فسفاتی می باشد. خاکی که در این تحقیق ما از آن استفاده کردیم دست خورده و حاوی فلزات سنگین بوده که با توجه به مشکلات زیست محیطی فلزات سنگین برای انسان و اثر افزودنی های فسفاتی در تثبیت فلزات سنگین درون خاک و اینکه در تحقیقات گذشته فقط اثر افزودنی های فسفاتی بر تثبیت فلزات سنگین درون خاک مورد مطاله قرار گرفته است. لازم است که اثر آن بر خصوصیات مهندسی خاک رس مورد مطالعه کافی قرار گیرد. در این تحقیق تأثیرات الیاف مصنوعی پلی آمید (نایلون) و چگونگی کاربرد آن در مسلح سازی خاک رس آلوده به فلزات سنگین همراه با دی کلسیم فسفات و همچنین تأثیرات آن بر روی خصوصیات مکانیکی و فیزیکی این نوع پسماندها مورد بررسی قرار میگیرد؛ بنابراین اگر بتوان فلزات سنگین درون خاک را با دی کلسیم فسفات تثبیت و مقاومت خاکهای رسی را با روش مسلح سازی افزایش دهیم، میتوان از انتشار مواد آلوده و فلزات سنگین این نوع خاک ها در محیط زیست جلوگیری کرد.

.۲ .۹ .۱ مصالح مصرفی

اعتبار علمی این مقاله منوط به داشتن گواهی ارائه مقاله در همایش، ممهور به مهر دبیرخانه میباشد.

۲۷۱ دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد یاسوج، آبان ماه ۱۳۹۳

.۱ , ۲ .۱۰ .۱ خاک

۱٫ .۱۱ خاک مورد استفاده در این تحقیق از نوع خاک رس دست خورده که بر اسـاس طبقه بندی متحد در گروه CL یعنی رس با خصوصیات خمیری کم قرار می گیـرد. همچنین دارای چگالی ویژه ۲/۷۴، حد روانی ۳۶ درصـد، حـد خمیـری ۲۰ درصـد، شاخص خمیری ۱۶ درصد و رطوبت طبیعی ۱/۲۱ می باشد. شـکل ۱ منحنـی دانـه بندی این خاک را نشان می دهد. این خاک از شهر مبارکه اصـفهان تهیـه شـده کـه حاوی ۵ درصد فلزات سنگین میباشد.