زمین شناسی مهندسی
سال:1398 | دوره:12 | شماره:2 |تعداد مقالات:6

برای مطالعه خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک های موجود در محور خور-عرب آباد تعداد 7 ایستگاه نمونه برداری در طول مسیر به فاصله 10 کیلومتر از هم و در حاشیه جاده انتخاب گردید. به دلایل اقتصادی و دسترسی آسان معمولا گزینه اول تثبیت خاک در پروژه های راه سازی آهک می باشد. با توجه به وجود کارخانه تولید اکسید منیزیم در استان خراسان جنوبی، این گزینه نیز به عنوان یک عامل تثبیت کننده در تحقیق حاضر مورد بررسی قرار گرفت. وجود معدن مس قلعه زری در نزدیکی محور خور-عرب آباد انگیزه ای شد تا پتانسیل کاربرد باطله های کارخانه فرآوری مس این معدن نیز برای تثبیت خاک مورد بررسی قرار گیرد. درصد بهینه برای دو ماده منیزیت و باطله مس طبق مطالعات و پیشنهادات قبلی 5% انتخاب شد و 2% آهک نیز به نیمی از نمونه های به عنوان کاتالیزور اضافه شد. با توجه به نتایج بدست آمده سه ترکیب افزودنی آهک 5 درصد، منیزیت ریزدانه 5 درصد به همراه 2 درصد آهک و باطله مس 5 درصد بهترین عملکرد را از لحاظ افزایش CBR، یکنواختی تاثیر برروی همه نمونه ها، و عدم تورم از خود نشان داده اند. از لحاظ یکنواختی عملکرد در افزایش CBR وضعیت منیزیت ریزدانه بهتر از باطله مس و ضعیف تر از آهک می باشد.

گسترش روزافزون زیرساخت های مهندسی جهت تامین نیازهای بشر در ارتباط مستقیم با نیاز به خاک مقاوم جهت اجرای ساخت و سازها است. از طرفی اهمیت مسائل زیست محیطی باعث شده تا همواره تقاضا برای روش های جدید و سازگار با محیط زیست برای بهسازی و تقویت خاک افزایش یابد. روش رسوب بیولوژیکی کربنات کلسیم (MICP) به عنوان یکی از روش های سازگار با محیط زیست مورد توجه محققین می باشد. این پژوهش با هدف مطالعه ی آزمایشگاهی تاثیر MICP بر مقاومت تک محوره ی ماسه های کربناته انجام شده است. از این رو نمونه هایی از خاک ماسه ای کربناته بوشهر ساخته شد و پس از تزریق باکتری و محلول سیمانی عمل آوری گردید. سپس بر روی آن ها آزمایش تک محوره جهت ارزیابی مقاومت فشاری انجام گرفت. همچنین تاثیر پارامترهای غلظت محلول سیمانی و زمان عمل آوری بر نتایج روش MICP بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که حداکثر مقاومت تک محوره ی ماسه تثبیت شده با MICP در حدود 3/5 کیلوگرم بر سانتیمترمربع می باشد که نشانگر عملکرد مناسب روش MICP در بهسازی ماسه کربناته است. میزان مقاومت تک محوره به غلظت محلول سیمانی بستگی دارد. نمونه های تثبیت شده با غلظت محلول سیمانی بالاتر نسبت به نمونه های تثبیت شده با غلظت محلول سیمانی کمتر مقاومت تک محوره ی بیشتری داشتند. زمان عمل آوری بیش از 14 روز، تاثیر قابل توجهی در افزایش مقاومت تک محوره نداشت.

سد خاکی حاجیلر در بخش خاروانا از توابع شهرستان ورزقان در حال احداث است. هسته این سد خاکی با ارتفاع 95 متر از نوع رسی می باشد. برای تامین مصالح هسته این سد تعداد 11 منبع قرضه رسی بررسی شده که برخی از آنها به دلیل بالا بودن خاصیت واگرایی خاک مورد استفاده واقع نشده است. بیشتر خاک های ریزدانه منطقه دارای خاصیت واگرایی بالایی می باشند. برونزد سازندهای تبخیری در منطقه پروژه زیاد بوده و شواهد صحرایی مبنی بر واگرایی خاکها همچون فرسایش شیاری، فرسایش کوزه ای، ایجاد گودال و تونل در خاک و گل آلود شدن آب ها پس از بارندگی دیده می شود. در این تحقیق به بررسی مشخصات خاک 5 منبع قرضه هسته رسی سد با تاکید بر سنگ مادر خاک ها، کانی شناسی و نتایج آزمایشات واگرایی پرداخته شده است. بدین منظور ضمن بررسی های محلی همراه با تعیین سنگ مادر مرتبط با منابع قرضه، نمونه هایی از منابع قرضه برداشت شده و پتانسیل واگرایی آن ها در آزمایشگاه با آزمایشات کرامب، هیدرومتری دو گانه، پین هول و تجزیه شیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که خاک های رسی با سنگ منشا رسوبات تبخیری نئوژن، دارای پتانسیل واگرایی بالایی بوده و بر اساس نتایج آزمایشات هیدرومتری دوگانه، درصد واگرایی خاک ها بین 45 تا 68 درصد و بر اساس نتایج آزمایشات پین هول در گروه D1 قرار دارند. خاک های ریزدانه اطراف رودخانه حاجیلر (از جمله منبع قرضه نزدیک روستای کلو) که سنگ منشا آذرین دارند، غیرواگر می باشند.

طبقه بندی توده سنگ یکی از معیارهای مهم و کاربردی در طراحی حفریات زیرزمینی و تخمین سیستم های نگهداری مربوطه است. دو سیستم Q و RMR از کاربردی ترین سیستم های طبقه بندی توده سنگ هستند که برای تعیین دقیق مقدار عددی آنها، بررسی های زمین شناسی و مطالعات مکانیک سنگی مختلف لازم می باشد. با توجه به اهمیت این دو سیستم طبقه بندی، پرهزینه و زمان بر بودن جمع آوری داده های لازم به منظور تعیین پارامترهای مورد نیاز برای محاسبه آنها، توسعه روابط تجربی معتبر بین دو سیستم مذکور ضروری است. در این تحقیق ابتدا بر اساس تحلیل آماری داده های اندازه گیری شده در تونل آب بر سد آزاد مریوان، روابط تجربی مختلفی به صورت خطی، چند جمله ای، نمایی، لگاریتمی و توانی بین دو سیستم Q و RMR ارائه شده است. سپس بر اساس شاخص ضریب تصمیم گیری، سطح معنی داری و آزمون فیشر (F) در تحلیل واریانس (ANOVA)، رابطه لگاریتمی به عنوان رابطه معتبر پیشنهاد شده است. رابطه پیشنهادی مشابه با رابطه بینیاوسکی می باشد با این تفاوت که در ضرایب آن اصلاحاتی به منظور محلی سازی رابطه و به دست آوردن نتایج بهتر انجام گرفته است. در نهایت، اعتبارسنجی نتایج حاصله با استفاده از شاخص های آماری نشان داد که دقت رابطه پیشنهادی در این تحقیق بالاتر از روابط قبلی بوده و تطابق آن با داده های واقعی بیشتر می باشد.

وجود خاک های مارنی مشکلات متنوعی را در اجرای پروژه های مهندسی ایجاد می نماید. بنابراین موضوع تثبیت این خاک ها با استفاده از افزودنی های مختلف به یکی از مهمترین موضوعات پژوهشی حوزه ژئوتکنیک تبدیل شده است. از این رو این پژوهش با هدف بررسی اثر بهبود بخشی آهک و نانوذرات بر روی رفتار مهندسی خاک های مارنی اطراف شهر سنقر انجام شده است. بدین صورت که پس از اخذ نمونه های خاک مارنی از محل مورد مطالعه، نمونه ها به آزمایشگاه منتقل شده و ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی آنها قبل و بعد از تثبیت توسط افزودنی آهک و نانوکامپوزیت مورد بررسی قرار گرفته است. براساس نتایج بدست آمده، با افزایش درصد وزنی آهک، مقدار شاخص خمیری خاک در اثر واکنش های پوزولانی کاهش پیدا کرده است. همچنین با افزایش مقادیر درصد وزنی آهک و مدت زمان عمل-آوری، مدول الاستیسیته و مقاومت تک محوری روند افزایشی نشان داده اند. نتایج نشان داد که با افزایش میزان نانوکامپوزیت تا مقدار 4 درصد بدلیل پر شدن فضای خالی خاک توسط ذرات نانوکامپوزیت، مقاومت فشاری خاک افزایش یافته است و با عبور از این مقدار و در نتیجه ی فلوکوله شدن ذرات، روند کاهشی مشاهده می شود. در نهایت مشخص گردید که اضافه کردن آهک اثربخشی بیشتری در مقایسه با نانوکامپوزیت در بهبود ویژگی های مقاومتی داشته است.

خاک های واگرا از جمله مهم ترین خاک های مساله دار در سازه های خاکی بویژه پروژه های سدهای خاکی به شمار می آیند. آهک و سولفات آلومینیوم به دلیل ایجاد جایگزینی مناسب یون های کلسیم یا آلومینیوم بجای سدیم، از افزودنی های سنتی و رایج در بهسازی خاک های واگرا به شمار می روند. با توجه به پیشرفت تکنولوژی نانو و استفاده از آن در بهسازی خاک ها، در این مطالعه از نانواکسید آلومینیوم جهت بهسازی خاک واگرا استفاده شده است. برای این منظور ترکیبات مختلفی از ماده نانو به مقدار وزنی 0، 2/0، 4/0، 8/0 و 0/1 درصد به رس واگرا و رس واگرای مخلوط شده با 2، 4 و 6 درصد آهک افزوده شده و تاثیر آن در واگرایی خاک ها از طریق آزمایش هیدرومتری دوگانه بررسی شده است. نتایج نشان داده است که با افزایش نانواکسید آلومینیوم، درصد واگرایی به شدت کاهش می یابد. بطوریکه برای رس واگرای مورد آزمایش، ماده نانو اکسید آلومینیوم به تنهایی تا 64 درصدی پتانسیل واگرایی را کاهش داده است و در نمونه های دارای 2 درصد آهک، با افزودن تنها 2/0 درصد ماده نانو، خاک مورد نظر در رده خاک های غیرواگرا قرار گرفته است. تصاویر SEM تهیه شده از نمونه ها نشان می دهد که نانواکسید آلومینیوم با تجمع و کلوخه ای نمودن خاک بطور قابل توجهی سطح ویژه را کاهش داده و از جذب آب توسط خاک کاسته است.