خصوصيات ژئوتكنيكي و خودترميمي ماسه رس‌دار تثبيت شده با نانواكسيدآهن

Geotechnical and self-healing characteristics of clayey-sand stabilized with iron oxide nano particles

در شرايطي كه خاك موجود در محل پروژه از نظر مقاومتي مطلوب نبوده و امكان جايگزيني آن با خاك مرغوب‌تر نيز امكان‌پذير نباشد، مي‌بايست براي اصلاح و بهبود خاك از روش‌هايي مانند تراكم، تزريق، تثبيت، تسليح و ساير روش‌ها استفاده نمود. اخيراً يكي از روش‌هايي كه بيشتر مورد استفاده قرار مي‌گيرد تثبيت خاك با نانو مواد جهت بهبود خواص ژئوتكنيكي خاك مي‌باشد. همچنين، بحث خودترميمي خاك‌هاي رسي به‌عنوان يكي از شاخص‌ها و ويژگي‌هاي مثبت رس در چند سال اخير مورد توجه محققين بوده است. در اين تحقيق، به ‌منظور بررسي اثر نانو ذرات اكسيدآهن بر روي خصوصيات خاك ماسه رس‌دار، سه نوع خاك با درصدهاي مختلف رس (10، 20 و 30%) آزمايش شده‌اند. نتايج نشان مي‌دهند كه افزودن نانو اكسيد آهن به خاك، باعث افزايش مقاومت حداكثر بخصوص در نمونه‌هاي خاك‌ ماسه‌اي با درصد رس كمتر، مي‌شود. علاوه بر اين، گذشت زمان تأثير اين افزايش مقاومت را در روند ترميم ترك ايجاد شده در نمونه‌ها، كاملاً نمايان مي‌كند. تأثير نانواكسيدآهن نيز به عنوان يك افزودني مؤثر به منظور افزايش مقاومت حداكثر و خاصيت خودترميمي ماسه‌رس‌دار، با استفاده از يك سري عكس‌هاي SEM نشان داده شده است.

In cases where the soil normally has undesirable properties and it is not possible to replace the soil, it is necessary to use methods such as compaction, injection, stabilization, reinforcing and other methods for soil improvement. Recently, due to the advancement of engineering science and since many soils and minerals are among the nano materials, their chemical reactions occur at nano scale. In this regard, nano materials are used to improve the geotechnical properties of the soil. Also, the self-healing of clay as one of the positive properties of clay in recent years has been considered by researchers. In this study, in order to investigate the effect of iron oxide nanoparticles on the behanior of clayey-sand soil, three soil types were selected for laboratory tests, including soils with 10, 20 and 30 percentage of clay. The results show that the peak strength of soil stabilized with iron oxide nanoparticles is increased especially sandy soil with lower percentage of clay. Also, the effect of curing time was obvious on the strength development in the restoration process of the soil. The effect of nanoparticles on the peak strength and self-healing characteristics of clayey sand has been shown with a series of SEM images.