كليدواژه :
نانورس , مواد افزودني , لس , نانورس
چكيده فارسي :
از خاكهاي لسي در سه منطقۀ شرق و شمال شرق استان گلستان نمونه برداري شد و آزمايش پينهول روي نمونه هاي با وزن واحد حجم طبيعي (gn) و حداكثر (gdmax) انجام شد و ميزان واگرايي آن تعيين شد. پيشنيۀ تحقيق، شواهد صحرايي و نتايج آزمايش هاي آزمايشگاهي حكايت از واگرا بودن خاكِ مناطقِ نمونه برداري دارد. نتايج نشان ميدهد، تراكم خاك باعث كاهش شدت واگرايي مي‌شود و نرخ جريان را كم مي‌كند، به‌طوري‌كه نرخ جريان در نمونه مراوهتپه به ميزان 38 درصد، در نمونۀ چشمه علي به‌ميزان 13 درصد و در نمونه بققجه بالا به‌ميزان 43 درصد كاهش يافته است. تراكم نمي‌تواند واگرايي خاك را از بين ببرد. افزودن نانورس باعث كاهش شدت واگرايي خاك شده و در غالب موارد خاصيت واگرايي آن را از بين مي‌برد. به‌منظور بررسي اثر نانورس روي شدت و كاهش خاصيت واگرايي خاك با نسبتهاي 5/0، 1، 2، 3، 4 و 5 درصد وزني نانورس مونتموريونيت افزوده شد. ميزان واگرايي نمونه هاي داراي نانورس در دستگاه آزمون پينهول اندازه گيري شد. هم‌چنين روش اختلاط نانورس با خاك واگرا رفتارهاي گوناگوني را در شدت واگرايي و كاهش آن نشان ميدهد. نانورس به چهار روش با خاكهاي مناطق نمونه برداري مخلوط شدند. در روش A ، با تهيۀ گل همگن از خاك و نانورس با هم‌زن برقي كاملاً مخلوط شدند. در روش B، اختلاط خاك لس با نانورس در رطوبت بهينه انجام شد. در روش C. اختلاط خاك لس با نانورس به‌صورت خمير به‌وسيلۀ هم‌زن دستي انجام شد. در روش D. اختلاط خاك لس با نانورس به‌صورت خشكِ ارتعاشي به‌وسيلۀ لرزاننده الك دانه بندي انجام شد. نتايج بررسي نشان داد كه، نسبت وزني يك درصد نانورس از نظر فني و اقتصادي مناسبترين نسبت اختلاط است. با اين نسبت وزني، روش تهيه گل همگن با هم‌زن برقي (روش A) كم‌ترين نرخ جريان را به‌وجود ميآورد؛ به‌طوري‌كه نرخ جريان از 3/1 ميليليتر در ثانيه در خاك خالص به 3/0 ميليليتر در ثانيه در خاك حاوي نانورس در هد 50 ميليمتر كاهش مييابد. از اين‌رو، ميتوان گفت اين روش مناسبتر است ولي از لحاظ اجرايي كارايي ندارد و روش B مناسبتر است. در روش B نرخ جريان از 3/1 به 55/0 ميليليتر در ثانيه در همين حد ميرسد.
چكيده لاتين :
Introduction
The dispersivity phenomenon occurs due to the dissolution of some of the ions in clay soils or against the shear stress of normal water flow in cohesion-less soils. Water surface flows in low slopes cause surface erosion of dispersive soils. Dispersivity in the soil starts from a point and gradually expands; the starting point can be the holes from the activity of the animals, the existing cracks or the growth path of the roots of the plants. There is a lot of field evidence to recognize the dispersivity of the loess soils. In field investigations, soil dispersivity can be detected according to the following parameters: geological origin of the loess soil, mineralogical composition, gradation, drainage pattern, slaking of agglomerates, specific morphology, high permeability, geographical area (length and width relative to origin), soil color, relationship between slope and soil erosion, precipitation, erosion of column cracks, heeling, mud flowing runoff and the presence of salt crystals in loess soils. In terms of sedimentological characteristics and engineering geological properties, Golestan loesses have been dispersed in three areas 1, 2 and 3, which are consistent with the loesses of clay, silt, and sand types, respectively.
Material and methods
Loess soils in three regions of east and northeast of Golestan province were sampled. Sampling was conducted in two forms of wax-coated agglomerates and metallic cylindrical tubes. Depth of sampling follows the foundation of the buildings located on the Mehr Housing site and the Cheshme Lee village, varying from 0.5 to 2 meters. On the path of the Beqqeje Bala village, sampling was carried out from the path trench. After transferring to the laboratory, samples were subjected to gradation testing, Atterberg limits test to determine the unit weight of the volume and density.
The pinhole test was done on samples with the unit weight of normal volume (gn) and maximum volume (gdmax) and its rate of dispersion was determined. The research background, field evidence and the results of laboratory experiments indicate the dispersion of soil sampling areas. The results show that soil compaction reduces the severity of dispersion and decreases the flow rate, so that the flow rate has decreased in the Maravehtapeh sample by 38%, in the Cheshmeli sample by 13% and in the Beqqeje Bala sample by 43%. Compaction cannot eliminate the dispersion of soil. Adding nanoclay decreases the severity of soil dispersion and eliminates its dispersion properties in most cases.
In order to evaluate the effect of nanoclay on severity and to decrease the dispersion property of soil with ratios of 0.5, 1, 2, 3, 4 and 5 wt%, of Montmorillonite Nanoclay was added.
The nanoclay used in the present research was selected from the Sigma-Aldrich America Company called montmorillonite nanoclay and was purchased from its domestic representative, i.e. Iranian Nanomaterials Pioneers Company. The product has a density of 300 to 370 kilograms per cubic meter and a particle size of between 1 and 2 nm. The specific surface area of the nanoparticle is about 250 square meters per gram. Its color in normal light and in 1 to 2% moisture is yellow to yellowish buff.
