تاثیر دما در خواص نفوذپذیری خاک های رسی متراکم یکی از پارامترهای اساسی در طراحی لایه های عایق مهندسی است که در معرض شیرابه ها هستند. در این تحقیق اثر دما بر ضریب نفوذپذیری رس متراکم منطقه نازلوی ارومیه و عایق های رسی ژیوسینتتیک (Geosynthetic) و همچنین تاثیر میزان تنش موثر و دانسیته بر نرخ تغییر ضریب نفوذپذیری نمونه های رسی بررسی شده است. دستگاه تعیین ضریب نفوذپذیری سه محوری با دیواره انعطاف پذیر برای اندازه گیری ضریب نفوذپذیری نمونه ها تحت تاثیر دما مورداستفاده قرار گرفته است. با افزایش دما ویسکوزیته (Viscosity) محلول کاهش یافته و اثرات دمایی ساختار خاک را تغییر می دهد و تولید حفرات بزرگ تر بین ذرات رس می کند و باعث ایجاد تغییر در سطح مقطع موثر جریان شده و آب جذب شده تبدیل به آب آزاد می شود و در نتیجه باعث افزایش ضریب نفوذپذیری خاک رسی می شود. با افزایش دما از 23 به 50 درجه سانتی گراد ضریب نفوذپذیری خاک رسی تقریبا 3/2 برابر می شود. افزایش تنش موثر از kPa30 به kPa65 باعث می شود ضریب نفوذپذیری نمونه های رسی، تقریبا به اندازه 4/0 نمونه هایی شود که تحت تنش موثر kPa30 قرار داشتند. با کاهش دانسیته خاک رسی از 9/1 گرم بر سانتی متر مکعب به 5/1 گرم بر سانتی متر مکعب بسته به میزان دمای آزمایش، ضریب نفوذپذیری 2 تا 3 برابر می شود. برخلاف خاک های رسی، در عایق های رسی ژیوسینتتیک افزایش دما تاثیر اندکی (در حدود 20%) در ضریب نفوذپذیری این لایه ها داشته و زمانی که این لایه ها در معرض افزایش دما قرار گیرند به عملکرد خوب خود به عنوان یک مانع هیدرولیکی ادامه می دهند.

در این پژوهش تاثیر ذرات خاک اره درخت کاج برروی خصوصیات ژئوتکنیکی دو نوع خاک رس کائولنی بررسی شده است، به طوری که خاک اره با درصدهای وزنی 3، 6 و 9 به صورت خشک به دو خاک کائولنی با خصوصیات خمیری مختلف به صورت تصادفی مخلوط گردیده است. در ادامه، نمونه های ساخته شده تحت آزمایش های تراکم، تک محوری، نفوذپذیری (با ارتفاع متغیر)، تحکیم و برش مستقیم (خشک و اشباع) قرار گرفته اند. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهد، زمانی که 3 % خاک اره به نمونه های مورد مطالعه افزوده گردد سبب کاهش نسبت تخلخل حداقل (emin) در بین ذرات خاک کائولن با خاصیت خمیری بالا به میزان 24 % می شود. هم چنین در این شرایط افزایش در مقاومت و ظرفیت باربری، تراکم پذیری و کاهش جذب آب به وقوع می پیوندد.

زمینه و هدف: با افزایش جمعیت جهان و نیاز به تامین غذا، امروزه کشاورزان به استفاده از انواع کودهای نیتراته، آلی و آفت کش ها روی آورده اند. کاربرد بی رویه این نهاده ها بدون در نظرگرفتن اثرات جانبی آن، مشکلات فراوانی چه از نظر زیست محیطی و چه از نظر سلامتی انسان ها به همراه می آورد. این ترکیبات از طریق بارندگی یا آبیاری از محلول خاک وارد منابع آب سطحی و زیرزمینی می شوند. هدف از این تحقیق تعیین میزان انتقال نیترات در خاک رسی و شبیه سازی آن با استفاده از نرم افزار HYDRUS 2D می باشد.روش بررسی: پس از آماده کردن ستونهای خاک رسی و نیترات با غلظت 50 میلی گرم برلیتر، از بالای ستون خاک، محلول نیترات تهیه شده به ارتفاع 10 سانتیمتر اضافه شد و تا پایان آزمایش این ارتفاع با اضافه کردن محلول، ثابت نگه داشته شد. همزمان با شروع آزمایش، نمونه برای اندازه گیری غلظت تهیه می شد. اولین قرائت در زمان t=0 انجام شد. بدین منظور ضخامت های مختلف ستون خاک 20، 40، 60 و 80 سانتی متر تهیه و مورد بررسی قرار گرفت. برای شبیه سازی انتقال نیترات در خاک از مدل HYDRUS 2D استفاده گردید.یافته ها: با توجه به نتایج به دست آمده، با افزایش ضخامت خاک، اختلاف بین مقادیر غلظت خروجی داده های آزمایشگاهی و نتایج شبیه سازی HYDRUS 2D بیشتر شده است.نتیجه گیری: با افزایش ضخامت خاک اختلاف نتایج HYDRUS 2D و داده های آزمایشگاهی بیشتر شد و با افزایش ضخامت، مدت زمان بیشتری برای انتقال نیترات سپری شد.

خاک های رسی مخلوط (Mixed Clayey Soils) متشکل از مصالح چسبنده و دانه ای به وفور در طبیعت یافت می شوند و به علت تفاوت در درصد نسبی مصالح چسبنده و دانه ای موجود در آنها بافت و ساختار متفاوتی دارند. با توجه به گسترش کاربرد این خاکها در مهندسی ژئوتکنیک، شناخت رفتار مکانیکی و تعیین خواص آنها ضروری است. بدین منظور، آزمایش های سه محوری یکنواخت (Monotonic) زهکشی نشده بر روی نمونه های متراکم رس خالص، مخلوط «رس– ماسه» و «رس– شن» انجام یافت. نتایج این آزمایش ها نشان داد که مقاومت برشی و فشار آب حفره ای ایجاد شده در نمونه ها، به درصد مصالح دانه ای (ماسه یا شن) در خاک مخلوط و اندازه آنها بستگی دارد. به طوری که با افزایش درصد مصالح دانه ای و کوچکتر شدن اندازه دانه ها فشار آب حفره ای بیشتری در مخلوط ایجاد می شود. همچنین نتایج این آزمایش ها نشان داد که مدول تغییر شکل سکانت نیز تابعی از درصد مصالح دانه ای بوده و با افزایش درصد مصالح دانه ای افزایش پیدا می کند.

یکی از پارامترهای مهم در نتایج تثبیت خاک های رسی، درصد و نوع کانی های رسی موجود در خاک است که در روش های متداول تثبیت با آهک، به آن توجه کمتری شده است و بنابراین، نتایج روش های مذکور مغایرت های قابل توجهی با یکدیگر دارند. در همین راستا، در پژوهش حاضر به منظور انجام مطالعات ریزساختاری و درشت ساختاری فرایند تثبیت، ترکیب های مختلف بنتونیت و کایولینیت که حاوی انواع و درصدهای مختلف کانی های رسی هستند، با درصدهای مختلف آهک آزمایش شده اند. بر روی نمونه های مورد مطالعه پس از 7 و 28 روز عمل آوری، آزمایش های تک محوری انجام شد. در راستای انجام مطالعه ی ریزساختاری، عکس های SEM مطالعه شدند. نتایج مطالعات انجام شده، بیانگر آن است که تثبیت با آهک موجب افزایش حدود 2 تا 10 برابری مقاومت تک محوری نمونه های رسی نرم می شود. لازم به ذکر است که اندرکنش خاک افزودنی، میزان پیشرفت واکنش های پوزولانی طی زمان، ترکیب بهینه ی خاک و آهک و نیز بازدهی فرایندتثبیت به شدت وابسته به انواع و درصد کانی های رسی موجود در خاک است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مطالعه، تأثیر شیرابه زباله بر مدول برشی و نسبت میرایی سه نوع خاک رس مختلف تحت فشارهای مختلف سربار مورد ارزیابی شد. برای این منظور، پس از تجزیه و تحلیل شیرابه نمونه گیری شده از مدفن زباله البرز قم، نمونه های خاک با سه درصد وزنی مختلف شیرابه ترکیب و تحت آزمایش برش ساده دینامیکی قرار گرفتند. از میکروسکوپ الکترونیکی نیز برای بررسی اثر شیرابه بر بافت خاک استفاده شد. بر اساس حلقه های هیسترزیس به دست آمده از آزمایش های برش ساده دینامیکی، مشخص شد که آلودگی و افزایش آن سبب افزایش مدول برشی و کاهش نسبت میرایی می شود. این افزایش و کاهش، تحت تأثیر نوع خاک بوده و در خاک هایی با دامنه خمیری کمتر، برجسته تر است. همچنین، مشاهده شد که بیشترین تأثیر شیرابه بر بهبود مدول برشی خاک در سطوح کمتری از آلودگی نمایان می شود. افزایش تأثیرپذیری مدول برشی و نسبت میرایی خاک رس از سربار به عنوان یکی از اثرات آلودگی خاک به شیرابه شناسایی شد. این افزایش تأثیرپذیری در رس هایی با دامنه خمیری بالا مشهودتر بود.

رفتار تورمی معمولا در خاک هایی مشاهده می شود که به اندازه لازم ذرات ریزدانه رسی داشته باشند. تمایل به جذب آب در این ذرات و تغییر در رطوبت طبیعی خاک در اثر تغییر آب و هوای محل، موجب می شود که خاک گاه تا حد درصد رطوبت حد پلاستیک مرطوب شده و سپس تا پایین تر از حد انقباض، رطوبت خود را از دست دهد. جذب رطوبت باعث ازدیاد حجم خاک و از دست دادن آن، باعث انقباض و کاهش حجم خاک می شود. تغییرات حجمی ناشی از تغییر درصد رطوبت خاک، باعث وارد آمدن خسارت به سازه های موجود در سطح خاک می شود. این نشان دهنده اهمیت مطالعات لازم برای شناسایی رفتار تغییر حجم و فشار تورمی خاک های ریزدانه است. پتانسیل تغییر حجم به طور مستقیم به میزان فعالیت کانی رسی غالب در خاک و به عبارت دیگر به پلاستیسیته خاک بستگی دارد. در کنار مجموعه عواملی که بیان کننده ترکیبات خاک هستند، مجموعه عوامل محیطی نیز در آزاد شدن این پتانسیل موثرند. در تحقیق حاضر به منظور ارزیابی میزان تاثیر خصوصیات پلاستیک خاک، شرایط تراکم و درصد رطوبت، 5 نمونه خاک ریزدانه رسی با شاخص خمیری 10 تا 50 درصد مطالعه شد. مطالعات کانی شناسی و تجزیه شیمیایی همراه با آزمایش تورم آزاد بر روی نمونه های متراکم شده از خاک های مورد مطالعه، انجام شده است. نتایج آزمایش های انجام شده نشان می دهد که عواملی مانند نوع کانی رسی، کاتیون های جذب شده به ذرات رس، دامنه خمیری، درصد رس، درصد رطوبت، چگالی و تراکم، مقدار تورم آزاد خاک متراکم شده را تحت تاثیر قرار می دهند.