دانشكده مهندسي

گروه عمران

دفاع از پایان نامه کارشناسی ارشد گرایش مکانیک خاک و پی

 

عنوان:

تأثير آب دريا در تثبيت شيميايي رس با آهک و مواد پوزولاني بر مشخصه‌هاي مقاومتي خاک

 

استاد راهنما:

دکتر مهدی اثنی عشری

 

اساتید داور:

دکتر مسعود مکارچیان

دکتر محمد ملکی

 

پژوهشگر:

المیرا احمدی

 

زمان: سه شنبه مورخ 27/11/94

مکان: سالن آمفی تئاتر دانشکده مهندسی

 

 

چكيده:

خاک‌های رسی معمولاً دارای مقاومت و ظرفیت باربری کم و مشکلات تورمی هستند. یکی از راه‌های مقابله با مشکلات این نوع خاک‌ها، تثبیت خاک رس است. تثبیت خاک شامل فعالیت‌هایی است که درنتیجه‌ی آن‌ها، مشخصات مهندسی خاک بهبودیافته و به ویژگی‌های موردنظر نزدیک است. این اقدامات باعث افزایش مقاومت، کاهش تورم، کاهش نفوذپذیری، افزایش کارایی و اثرات سودمند دیگر می‌شود. تثبیت شیمیایی با استفاده از افزودن موادی نظیر آهک و پوزولان یکی از روش‌های بهبود کیفیت و اصلاح خاک است. رفتار ژئوتکنیکی خاک‌های رسی به خصوصیات شیمیایی سیال منفذی بستگی دارد. این در حالی است که معمولاً در آزمایشگاه از آب شرب برای تأمین رطوبت موردنیاز خاک استفاده می‌شود و این امر سبب تفسیر نادرست از خواص مهندسی خاک در شرایط استفاده از آب‌های خاص می‌گردد. بنابراین در مواردی که از آب غیر شرب موجود در محل برای تأمین رطوبت خاک استفاده می‌شود، باید بررسی خصوصیات رفتاری مصالح نیز با همان آب بررسی شود. به‌عنوان‌ مثال اگر در خاک تثبیت‌شده با آهک، سولفات وجود داشته باشد یا خاک در معرض سولفات قرار بگیرد، باعث به وجود آمدن مشکلاتی ازجمله، کاهش مقاومت و افزایش تورم خاک رس می‌شود. در این مطالعه‌ی آزمایشگاهی جهت تثبیت خاک رس کائولینیت از مقادیر مختلف آهک، پوزولان، آب مقطر و همچنین آب‌های دارای املاح که از دریای خزر، خلیج‌فارس و دریاچه ارومیه تهیه گردیده استفاده‌شده است. درصدهای به‌کار رفته از آهک و پوزولان در ساخت نمونه‌ها  0، 1، 3 و 5 درصد از وزن خشک خاک است. مقاومت نمونه‌های استوانه‌ای که در زمان‌های 3، 7 و 14 روزه عمل‌آوری شده‌اند با استفاده از آزمایش تک‌محوری مورد آزمایش و بررسی قرارگرفته‌اند. درنهایت نوع و غلظت املاح موجود در نمونه‌های آب تعیین گردیده و در تحلیل نتایج مورداستفاده قرار داده‌ شده است. به‌طورکلی نتایج حاصل از آزمایش‌های انجام‌شده مبین آن است که مقاومت تک‌محوری نمونه‌های فاقد مواد افزودنی (آهک و پوزولان)، که با آب دریا ساخته ‌شده‌اند نسبت به نمونه‌های حاوی آب مقطر بهبودیافته و نمونه‌های حاوی آب دریاچه ارومیه بیشترین مقاومت را نشان داده‌اند و همچنین در حالتی که از مواد افزودنی استفاده‌شده است، مقاومت نمونه‌های حاوی آب دریای خزر و خلیج‌فارس نسبت به نمونه‌های آب مقطر بیشتر و مقاومت نمونه‌های حاوی آب دریاچه ارومیه نسبت به نمونه‌های آب مقطر کمتر است.  درنهایت نتایج حاصل از آزمایش‌های انجام‌شده بر روی آب‌ها مبین آن است که املاح موجود به ترتیب در آب دریاچه ارومیه، خلیج‌فارس و دریای خزر بیشتر است. همچنین نتايج آزمايش‌ها نشان مي‌دهد که پوزولان به تنهايي نقش چنداني در افزايش مقاومت و يا کاهش کرنش محوري نمونه‌ها ندارد؛ ولي استفاده از پوزولان در کنار آهک باعث افزايش مقاومت و کاهش کرنش نمونه‌ها مي‌شود. افزودن آهک باعث افزایش مقاومت و شیب نمودار تنش-کرنش شده که نشان‌دهنده‌ی افزایش سختی در نمونه‌ها است.

 

 

Abstract:

Clay soils usually have low resistance and carrying with swelling problems, one of ways to countract the problems of these soils is to stabilize the clay soil. Soil stabilization includes the activities in the result of wich the engineering characteristics of soil are improved to be close the disierd characteristics. These activities lead to the increase of resistance, reduction of swelling, increase of performance and other useful effects. Soil stabilization has long been used for projects such as roads and airport path by lime and pozzolan. As in most cases to mix the materials, water resources available near project site are used and these resources may have different solutes, investigating the effect of solutes available in water used on strength and paste characteristics of stabilized soil can provide us with valuable information about soil  stabilization. For example, if there is sulphate in stabilized soil with lime or soil is exposed to sulphate, there appear some problems such as strength reduction and the increase of swelling in clay soil. In this lab study, to stabilize the kaollinite clay soil different values of lime, pozzolan, distilled water and solute-containing water from Caspian sea, Persian gulf and Urmieh lake water used. The strength of clyndrical samples processd in 3,7 and 14 days were investigated using uniaxial tests. Finally the type and concentration of solutes available in water samples were determined and used in the analysis of results. In general, the results obtained from the tests showed that the uniaxial strength of the samples lacking stabilizer materials built with sea water improved slightly and the strength of samples stabilized with samples of Persian gulf and Caspian sea water was greater than that samples of distilled water while the strength of samples containing Urmieh lake was smaller than that of distilled water. Finally the solutes available were greatest in Urmieh lake and lowest in Persian gulf. Also the compressive strength test results indicated that addition of pozzolan did not have any influence on the strength of samples. However admixture of pozzolan and lime with clay caused a considerable increase in the unconfined compression strength.

 

Key Words: clay soil, fixation, lime, pozzolan, marine salt