مشخصات مكانيكي نمونه هاي خاك-سيمان با ساختار پايه ماسه اي و دوغاب ساخت هشده با آب دريا در شرايط محيطي دريايي

Effect of seawater in grout on the mechanical behavior of cement stabilized marine sand

اجراي ستون­‌هاي خاك-سيمان با استفاده از روش‌­هاي اختلاط عميق و تزريق پرفشار، راهكاري مؤثر جهت مقابله با مشكلات ناشي از مقاومت كم خاك­‌هاي مسئله‌دار ساحلي است. آنچه در اجرايي اين ستون­‌ها در جامعه مهندسي متداول است، الزام استفاده از آب شيرين در ساخت دوغاب مورد استفاده در اين ستون­‌ها است. اين موضوع هم از منظر محل تأمين و هزينه‌هاي حمل آن و هم از منظر نبود آب شيرين در بسياري از نواحي، سبب تحميل هزينه­‌هاي زياد به پروژه­‌ها و تاخيرات زماني اجراي آن‌ها مي­‌گردد. اين در حالي است كه قبل از گيرش نهايي سيمان، آب‌ شور موجود در محيط اجراي ستون­‌ها با آب شيرين موجود در دوغاب حين ساخت آن‌ها در اعماق خاك آميخته مي­‌گردد. بررسي امكان‌­پذيري استفاده از آب‌ شور در طرح اختلاط اين ستون‌­ها و ارزيابي رفتار نمونه­‌هاي خاك- سيمان در شرايط دريايي كمتر مورد توجه محققين قرار گرفته است. در اين تحقيق سعي شده است عوامل مؤثر در طرح اختلاط دوغاب شامل ميزان شوري آب مصرفي، درصد سيمان، نسبت آب ­به ­سيمان و زمان عمل­‌آوري بر مقاومت فشاري تك­‌محوري و كششي ماسه-سيمان بررسي شود. همچنين با استفاده از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) به­ صورت ريزساختاري رفتار نمونه­‌ها ارزيابي‌ شده است. نتايج نشان مي‌­دهد در بازه سيمان مصرفي 15 تا 25 درصد وزن ماسه خشك، استفاده از آب‌ شور در ساخت دوغاب، سبب كاهش مقاومت نمونه‌­هاي ماسه-سيمان در شرايط محيطي دريايي نمي­‌شود. بازه مقاومت فشاري حاصل‌شده براي نمونه‌­هاي ماسه-سيمان ساخته‌شده با آب دريا حدود (1/5 تا 6) مگاپاسكال و نسبت مقاومت كششي به فشاري اين نمونه‌­ها در محدوده (0/15 تا 0/3) قرار دارد.

One of the challenges in the field of geotechnical engineering is the sustainable development of soil improvement methods in marine environments due to severe environmental conditions such as high salinity. Implementation of soil-cement columns using deep mixing method and jet-grouting methods is an effective way to deal with problems caused by low resistance of coastal problematic soils. What is common in the implementation of these columns in the engineering community is the need to use fresh water to make the grout used in these columns. This, both from the point of view of its supply and transportation costs and from the lack of fresh water in many areas, imposes high costs on projects and time delays. However, prior to the final cement retention, the saline water present in the environments of the columns was mixed with the fresh water in the grout as they were built deep in the soil. Investigating the feasibility of using seawater in mixing these columns and evaluating the behavior of soil-cement samples in marine conditions has received little attention. In this study, it has been attempted to investigate the effective factors in the grout mixing scheme, including water salinity, cement percentage, water-cement ratio and processing time on uniaxial compressive strength and sand-cement tensile strength. SEM images were also microstructurally evaluated for sample behavior. The results show that in the 15% to 25% cement content, the use of seawater in grout production does not decrease the strength of sand-cement samples in the marine environment. The obtained compressive strength range for sand-cement samples made with seawater is approximately (1.5 to 6) MPa and the tensile to compressive strength ratio of these samples is in the range (0.15 to 0.3).