تأثيراستفاده از تركيبات نانوسيليس و آهك بر شاخص‌هاي پايداري ساختمان خاك شيرواني‌هاي خاكي

Effect of nano-silica & lime on soil structure stability indices of earthy side slopes

سابقه و هدف: از نانوذرات با توجه به ويژگي‌هاي خاص آن‌ها مانند سطح ويژه زياد و عملكرد بالا در حجم كم، مي‌توان به-منظور حفاظت از شيرواني‌هاي خاكي استفاده كرد، البته نانوذرات همانند برخي ديگر از افزودني‌ها مانند آهك به‌تنهايي نمي-توانند كارايي چشم‌گيري داشته باشند. لذا در اين تحقيق از نانوسيليس در تركيب با آهك براي پايدار ساختن و حفاظت از شيب‌ها استفاده ‌شد. مواد و روش‌ها: بدين منظور، تيمارهاي شاهد (بدون افزودن نانوسيليس و آهك) و تركيب نانوسيليس و آهك با نسبت‌هاي وزني 0/05% نانو+2% آهك، 0/1% نانو+4% آهك، 0/6% نانو+6% آهك، 0/4% نانو+8% آهك، 0/8% نانو+10% آهك، 2% آهك، 6% آهك، 10% آهك، 0/05% نانو و 0/1% نانو هر يك به حالت محلول در 3 ليتر آب در سه تكرار روي قطعات نمونه 0/25 مترمربعي واقع در شيرواني‌هاي خاك‌برداري با شيب 100 درصد جاده‌هاي طرح جنگل‌داري دكتر بهرام‌نيا پاشيده شد. بعد از پايان دوره‌هاي عمل‌آوري 7 و 28 روز، از قطعات تيمار شده نمونه خاك تهيه و جهت اندازه‌گيري شاخص‌هاي پايداري ساختمان خاك به روش الك تر و خشك به آزمايشگاه منتقل گرديد. يافته‌ها: در اين پژوهش روند معني‌داري در مقادير شاخص‌هاي پايداري خاكدانه با افزايش غلظت آهك و نانوسيليس مشاهده نشد. بيشترين مقدار MWDwet و MWDdry و AS مربوط به تيمار 3 (0/6% نانو+6% آهك) و زمان عمل‌آوري 28 روز بود كه به ترتيب نسبت به تيمار شاهد 66/24، 51/01 و 72/98 درصد افزايش نشان داد. كمترين مقدار AS نيز مربوط به تيمار 8 (10% آهك) بود كه نسبت به شاهد 82/36 درصد كاهش نشان داد. همه تيمارهاي آزمايشي بجز تيمارهاي 1 (0/05% نانو) و 8 باعث كاهش شاخص DI نسبت به شاهد شدند. كمترين مقدار DI مربوط به تيمار 3 (0/6% نانو+6% آهك) بود كه نسبت به تيمار شاهد 257/61 درصد كاهش داشت. نتيجه‌گيري: به‌طور كلي نتايج اين پژوهش نشان‌دهنده تأثير مثبت استفاده تركيبي از آهك و نانوسيليس بر بهبود پايداري ساختمان خاك مي‌باشد و 0/6% نانو در كنار 6% آهك از نظر كاهش درصد تخريب خاكدانه‌ها نسبت به ساير تركيب‌ها تأثير بهتري داشت.

Background and Objectives: Nano-particles can be used for the soil conservation practices due to high specific area and high efficiency in low volume. Nano-particles cannot perform well individually similar to the lime. So, in this study nano-SiO2 in combination of lime was used for slope stabilization. Material and Methods: In this study, control treatment (without nano-SiO2 and lime) and different combinations of nano-SiO2 and lime including 0.05% nano + 2% lime, 0.1% nano + 4% lime, 0.6% nano + 6% lime, 0.4% nano + 8% lime, 0.8% nano + 10% lime, 2% lime, 6% lime, 10% lime, 0.05% nano and 0.1% nano were sprayed on 0.25 m-2 plots. Treatments were conducted in three replications on cutslopes with gradient of 100% in Bahramnia forest roads. After the curing times of 7 and 28 days, soil samples were collected to measure the stability indices of soil structure using wet and dry sieving. Findings: In this study, there wasn’t significant trend in aggregate stability indices versus increasing the concentrations of lime and nano-SiO2. Maximum values of MWDwet, MWDdry and AS was detected for treatment 3 (0.6% nano + 6% lime) in curing time of 28 days which was 66.24%, 51.01% and 72.98% higher as compared with control. Minimum rate of AS was observed for treatment 8 (10% lime) which was 82.36% lower as compared with control. All of the treatments cause to decrease DI except for treatments 1 (0.05% nano) and 8. Minimum DI was observed for treatment 3, which was 257.61% higher than control.In this study, there wasn’t significant trend in aggregate stability indices versus increasing the concentrations of lime and nano-SiO2. Maximum values of MWDwet, MWDdry and AS was detected for treatment 3 (0.6% nano + 6% lime) in curing time of 28 days which was 66.24%, 51.01% and 72.98% higher as compared with control. Minimum rate of AS was observed for treatment 8 (10% lime) which was 82.36% lower as compared with control. All of the treatments cause to decrease DI except for treatments 1 (0.05% nano) and 8. Minimum DI was observed for treatment 3, which was 257.61% higher than control. Conclusions: Results of this study showed the positive effect of mixed treatment of lime and nano-SiO2 on stability of soil structure. 0.6% nano+6% lime had better influence on reduction of aggregate destruction percentage.Results of this study showed the positive effect of mixed treatment of lime and nano-SiO2 on stability of soil structure. 0.6% nano+6% lime had better influence on reduction of aggregate destruction percentage.