بررسي اثر نانو ذرات سيليكا در تثبيت خاك بستر خطوط ريلي

تثبيت خاك فرآيندي است كه در آن پارامترهاي خاك به منظور دستيابي به مقاومت و دوام بيشتر تغيير مي يابند. اغلب روش هاي پيشنهاد شده براي تثبيت خاك بسيار گران هستند به طوري كه استفاده از آنها براي كنترل مكانيك خاك از نظر اقتصادي به صرفه نمي باشد. تثبيت خاك نرم و ضعيف با نانوذرات بدليل خواص منحصر به فردي فيزيكي و شيميايي، نسبت سطح به حجم بالا و تشكيل پيوند هاي شيميايي موثر با عناصر سازنده خاك، بعنوان راهكار نوين معرفي مي شود در اين تحقيق نانوافزودنيهاي سليكا دوستدار محيط زيست جهت بهسازي خواص ژئوتكنيكي خاك نرم و ضعيف بكار گرفته شده اند. نانو ذرات سليكا بدليل سطح ويژه بسيار بالا و شباهت تركيبي با ساختار خاك باعث مي شود كه بطور بسيار فعالي با ذرات خاك واكنش دهند. خاك بستر شاهد و تثبيت شده در حضور درصد هاي مختلف وزني از نانوذرات (5/0، 1، 5/1، 2، 5/2 و 3 درصد وزن خاك خشك نمونه) مورد آزمايشهاي مختلف فيزيكي و مكانيكي شامل دانه بندي، حدود آتربرگ، و تراكم قرار گرفتند. نتايج آناليز خاك نشان مي دهد كه نوع خاك بستر رسي با خاصيت خميري كم مي باشد و همچنين بافت ريز دانه دارد. حداكثر دانسيته خشك و رطوبت بهينه خاك بستر به ترتيب gr/cm3 81/1 و %4/19 مي باشد. حد رواني و خميري خاك نمونه به ترتيب 38 و 20 مي باشد در حاليكه كه با افزودن ماده نانوسيليكا با درصد بهينه، حد رواني و خميري خاك نمونه به ترتيب %25 و %60 افزايش پيدا مي كنند كه نشانگر پايداري و استحكام بالاي خاك تثبيت شده با نانوذرات سليكا است كه خود مشكلات ناشي از فرسايش بستر بطور چشمگيري كاهش مي دهد. هرچند مقدار استفاده از نانو ذرات سليكا در آزمايش ها ناچيز است و با وجود مقدار كم، تاثير بسزايي در افزايش مقاومت خاك داشته است.