ارزيابي افزايش مقاومت مكانيكي خاك‌هاي ريزدانه در اثر وارد كردن يون كلسيم با استفاده از روش الكترو سينتيك

Evaluation of improvement of mechanical resistance of fine soils due to the intrusion of calcium ions by means of electro kinetic method

بسياري از خاك‌هاي ريزدانه در حالت اشباع فاقد ظرفيت باربري و مقاومت مكانيكي لازم هستند و لذا تقويت آنها از طريق مواد افزودني اجتناب ناپذير است. اين فرآيند چنان‌چه از طريق وارد كردن يون كلسيم انجام ‌شود به كندي صورت مي‌گيرد و لذا تسريع آن حائز اهميت است. در اين مقاله امكان استفاده از روش الكتروسينتيك در وارد كردن يون مقاوم­ ساز كلسيم به خاك ريزدانه به ­منظور افزايش مقاومت مكانيكي آن مورد بررسي قرار مي­گيرد. نمونه­ هاي خاك با شرايط يكسان آماده شده و به مدت زمان مشابه تحت جريان محلول كلريد كلسيم 66/0 نرمال و جريان برق مستقيم (DC) با ولتاژهاي مختلف قرار گرفته ­اند. سپس يك سري آزمايش­هاي مكانيكي و شيميايي روي نمونه ­هاي خاك و محلول­هاي ورودي و خروجي به عمل آمده و در نهايت به كمك آزمايش برش مستقيم پارامترهاي مقاومتي خاك قبل و بعد از اصلاح اندازه­گيري شده است. نتايج به دست آمده بيانگر تأثير فوق ­العادۀ اين روش در بالا بردن جذب كلسيم خاك و افزايش مقاومت مكانيكي آن است، به­ گونه­اي­كه با وارد كردن محلول به درون خلل و فرج خاك (VV)، در مقايسه با نمونۀ شاهد، پارامتر چسبندگي 220% و زاويه اصطكاك داخلي 92% ، تحت ولتاژ 30 ولت افزايش يافته ­است. اين افزايش در پارامترهاي مقاومتي با عبور دادن محلول به حجمي معادل يك برابر حجم خلل و فرج خاك (VV) حاصل شده است كه طي آن، درصد وزني كلريدكلسيم اضافه شده نسبت به وزن خاك خشك 9/0% بوده است.

Many fine grain soils suffer from low shearing resistance and need to be improved. In cases the treatment is done using additive materials such as calcium ion, the process is time consuming and any accelerating process is highly valuable. In this article the feasibility of using electro kinetics for intruding reinforcing calcium ions into fine soil, in order to improve its mechanical resistance, is studied. Soil sample were prepared under equal conditions and a calcium chloride solution of 0.66 normal were permeated through them under direct current electricity (DC). Then a series of mechanical and chemical tests were conducted on soil samples and input-output solutions, respectively. Resistance parameters of the soil were measured by means of direct shear test, before and after permeation of calcium chloride solution. The results reveal that this method has an extraordinary effect in increasing the level of calcium absorption in soil along with its mechanical resistance. The cohesion and the internal friction angle of treated soil increased to 220% and 92% respectively under a voltage of 30 volts. This increase in resistance parameters was gained by permeating just one soil porous volume (Vv) of solution. The weight of added calcium chloride to the soil was just as much as 0.9 % of the dry weight of the sample.