تزریق فرآیند راندن و نهشته کردن ماده ای خارجی به درون خلل و فرج خاک و سنگ می باشد، به گونه ای که وی‍ژگی های مهندسی خاک و سنگ مورد نظر برای سازگاری با اهداف کوتاه و بلند مدت مهندسی اصلاح گردد. تزریق در خاک برای افزایش مقاومت و یا جلوگیری از نشست خاک پی و نیز جهت ایجاد پرده آب بند به منظور جلوگیری از نشت های غیرمجاز به داخل تونل ها یا فضاهای زیرزمینی صورت می گیرد. اصولا سیالی که تحت فشار تزریق می گردد مانند یک مایع ویسکوز در حفره ها و شکاف ها جریان می یابد تا اینکه عناصر بزرگتر مایع تزریق در شکاف ها بلوکه گردد، بنابراین مناسب بودن اندازه ذرات سیمان جهت نفوذ در خلل و فرج یک محیط متخلخل بسیار مهم است. برای طرح و بررسی این موضوع صرفا به معادلات تجربی استناد می گردد، حال آنکه به منظور تحلیل روند تزریق در خاک دستیابی به روابط ریاضی ضروری می باشد. در این راستا با محاسبه قطر فضای خالی موثر بین ذرات خاک از طریق روابط ریاضی بدست آمده در این مقاله و تعمیم آن برای تعیین اندازه بهینه ذرات سیمان، رابطه ای حاصل گردیده که با مفروض دانستن شکل کروی برای ذرات خاک و سیمان چگونگی فرآیند تزریق را تبیین می نماید.

خاک های ساحلی ماسه بادی بخش اعظمی از خاک های شمال کشور را تشکیل می دهند. این خاک ها به دلیل سست بودن و نداشتن خصوصیات مقاومتی مناسب برای اجرای راه ها، مشکلاتی را به همراه خواهند داشت. ماسه بادی در حالت محدود نشده، به دلیل نداشتن چسبندگی و دانه بندی یکنواخت با پدیده شسته شدن در زمان هایی که در مسیر جریان آب قرار می گیرند، مواجه می شوند. برای حل مشکل این نوع خاک ها، روش های مختلفی نظیر مسلح کردن آن ها با مواد مختلف استفاده می شود. در این پژوهش، به بررسی تاثیر افزودن درصدهای مختلفی از الیاف پلی پروپیلن به ماسه غیرسیمانی و سیمانی بر مشخصات مکانیکی خاک ماسه ای ساحل بابلسر با انجام آزمایش های برش مستقیم و سه محوری پرداخته شد. مطابق نتایج به دست آمده، افزودن این الیاف سبب بهبود زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی، مقاومت بیشینه، کرنش گسیختگی و مقاومت پسماند ماسه می شود. مقایسه نتایج آزمایش های برش مستقیم و سه محوری نشان داد که به واسطه جهت یابی مناسب تر الیاف نسبت به جهت کرنش های کششی اصلی در آزمایش های سه محوری، نسبت به آزمایش های برش مستقیم، کارایی و تاثیر آن ها بر رفتار مقاومتی خاک در نمونه های سه محوری بسیار چشم گیرتر است.

یکی از مهمترین پارامترهای تحلیل و طراحی سیستم های خاک مسلح، مشخصات مکانیکی فصل مشترک بین خاک و مسلح کننده است. مشخصات مکانیکی فصل مشترک، تعیین کننده طول مهاری مسلح کننده در این سیستم ها است. در بسیاری از موارد، بدلیل عدم امکان تامین طول مهاری مورد نیاز، استفاده از خاک مسلح با محدودیت روبرو می شود. تقویت مشخصات مکانیکی فصل مشترک خاک و مسلح کننده، می تواند دامنه کاربرد این روش تسلیح خاک را گسترده تر نماید. در این تحقیق، اثر ایجاد لایه سیمانی در فصل مشترک مسلح کننده و ماسه بعنوان روشی برای تقویت مقاومت بیرون کشیدگی مسلح کننده و کاهش طول مهاری مورد نیاز در طراحی ها، بصورت آزمایشگاهی بررسی شده است. با توجه به اینکه ایجاد لایه سیمانی باعث افزایش ضخامت مسلح کننده شد، تاثیر افزایش ضخامت مسلح کننده در مقاومت بیرون کشیدگی آن از خاک نیز بررسی شد. آزمایش ها در دستگاه مخصوص بیرون کشیدن مسلح کننده از خاک صورت گرفت. در این آزمایش ها، با قرار دادن لایه های ماسه در هر رویه مسلح کننده اشباع به همراه 5/1 گرم بر سانتیمتر مربع سیمان و عمل آوری آن، دو لایه سیمانی در هر دو طرف مسلح کننده ایجاد گردید. نمونه های مسلح کننده با ضخامت های مختلف آزمایش شده و نتایج مقاومت بیرون کشیدگی آنها مقایسه گردید. نتایج این بررسی ها نشان داد که تثبیت سیمانی مسلح کننده ها باعث افزایش مقاومت بیرون کشیدگی آنها می شود. همچنین در مسلح کننده های مشابه، افزایش ضخامت مسلح کننده باعث افزایش مقاومت بیرون کشیدگی آنها می شود.

در این مطالعه، به بررسی آزمایشگاهی استفاده از خاک اره چوب های راش و اکالیپتوس، به عنوان مواد مکمل در ساخت تخته های کامپوزیتی چوب-سیمان پرداخته شده است. درصد اختلاط این مواد مکمل به عنوان عوامل متغیر و میزان سیمان 60 درصد به عنوان عامل ثابت در ساخت تخته های کامپوزیتی چوب-سیمان در نظر گرفته شده است. در کل 5 نمونه اصلی و از هر نمونه 3 تکرار و در مجموع 15 تخته کامپوزیتی ساخته شده و خواص فیزیکی و مکانیکی تخته های ساخته شده براساس استاندارد 68763 DIN مورد بررسی قرار گرفته است. سپس اثر عوامل متغیر بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی تخته ها مقایسه شده است. نتایج نشان داده است که تخته های کامپوزیتی چوب-سیمان ساخته شده از خاک اره چوب های خالص اکالیپتوس کمترین مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته و مقاومت به ضربه را در مقایسه با تخته کامپوزیتی چوب-سیمان ساخته شده از خاک اره چوب خالص راش دارا هستند. همچنین با افزودن خاک اره چوب راش (بیشتر از ده درصد) همراه با اکالیپتوس، بهبودی در حدود 30 درصد در مقاومت های تخته کامپوزیتی چوب-سیمان ساخته شده، حاصل گردید. همچنین با اضافه کردن درصدهای مختلف خاک اره راش به اختلاط اکالیپتوس و سیمان میزان جذب آب در آزمایش 24 ساعته از 34/14 درصد به 88/13 درصد کاهش داشته است.

در این مقاله از یک پی منفرد صلب با ابعاد و پارامترهای هندسی مشخص بر روی خاک ماسه رس دار استفاده شده است. مدل مذکور با نرم افزار تحلیلی FLAC به روش تفاضل محدود در حالت استاتیکی و تحت مولفه قائم شتاب زمین حاصل از سه شتاب نگاشت زلزله، تحلیل شده است. هم چنین تحلیل های دینامیکی با درصدهای مختلف سیمان مجددا تکرار شده است. منحنی های نشست - بار در حالت استاتیکی و دینامیکی مقایسه شده و میزان ظرفیت باربری در این حالت ها بررسی شده است. پس از این تحلیل ها با تغییر پارامترهای الاستیک و پلاستیک خاک، بر اثر تزریق درصدهای مختلف سیمان (2، 4 و 6 درصد)، مجددا تحلیل ها برای ترسیم نمودار نشست - بار انجام شده و ظرفیت های باربری در حالت های مختلف با یک دیگر مقایسه شده اند. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که با اضافه کردن 2، 4 و 6 درصد سیمان با شرایط خاص که در این پژوهش به آن اشاره می شود، ظرفیت باربری دینامیکی به ترتیب 2.7، 4.2 و 7.0 درصد، نسبت به خاک معمولی، افزایش می یابد.

آبرفتهای درشت دانه که در قسمتهای شمالی تهران و پیرامون آن گسترش دارند، با گذشت زمان و رسوب املاح آبهای زیرزمینی، کم و بیش سیمانی شده و به مقدار قابل ملاحظه ای بر مقاومت آنها افزوده شده است. میزان سیمانی شدن آنها بر حسب بافت اولیه آبرفت، جنس و شکل ذرات، سن زمین شناسی، وضعیت آبهای زیرزمینی، عوامل تکتونیکی، ژرفا و هوازدگی تغییر می کند. از آنجایی که سیمانی شدن بر مقاومت و سفتی خاک افزوده و رفتار خاک تحت بارگذاری و باربرداری متاثر می سازد، از نظر زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیک حائز اهمیت است. در این مقاله ضمن بررسی اجمالی فرایند سیمانی شدن آبرفتهای تهران، نوع و مقدار سیمان موجود و تاثیر آن بر مقاومت آنها مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعات نشان می دهد که سیمانی شدن آبرفتهای تهران اغلب ثانویه بوده و به مرور زمان در اثر نهشته شدن املاح شیمیایی از آبهای زیرزمینی و تراکم رسوبات به وجود آمده اند. جنس این مواد سیمانی به طور عموم کربناتی و به ویژه کلسیتی است. تاثیر سیمانی شدن بر ویژگیهای مکانیکی آبرفتهای درشت دانه تهران ارتباط مستقیمی با بافت اولیه آنها دارد. سیمان کربناتی در رسوباتی که مواد ریز دانه کمتر از حدود 15 درصد دارند، ذرات درشت خاک را به طور مستقیم به یکدیگر متصل می سازد ولی در شرایطی که مواد ریز دانه آنها بیش از یک مقدار باشد، خود مواد ریز دانه به صورت خمیره ای ذرات درشت را فراگرفته و درنتیجه مقاومت خاک بیشتر تحت تاثیر خصوصیات مواد ریز دانه قرار می گیرد. نتایج آزمونهای درجا و آزمایشگاهی نشان می دهد که سیمانی شدن موجب افزایش مقاومت و سفتی خاک شده و رفتار خاک در موقع گسیختگی را از حالت خمیری به حالت شکننده تغییر می دهد. همچنین با افزایش سیمانی شدن پوشش گسیختگی خاک انحنا بیشتری پیدا می کند.

در آزمایشگاه های خاکشناسی ایران برای تعیین منحنی توزیع اندازه ذرات اولیه، روش ها و راهکارها و پیش تیمارهای مختلفی برای حذف مواد سیمانی خاک استفاده می شود که در بسیاری از شرایط امکان مقایسه نتایج و همچنین ارزیابی دقت آنها را دشوار می سازد. پژوهش حاضر برای رسیدن به یک راهکار مشخص که در عین سادگی و ارزان بودن، دقت قابل قبولی نیز داشته باشد، انجام گردید. ابتدا 112 نمونه خاک از 16 استان مختلف از خاک های سطحی و عمقی برداشت و سپس با انتخاب 91 نمونه با استفاده از روش هیدرومتر با و بدون حذف کلیه مواد سیمانی شامل مواد آلی، آهک، اکسیدهای آهن و آلومینیوم و حذف توأم ماده آلی و اکسید آهن مورد تجزیه مکانیکی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که حذف مواد سیمانی سبب افزایش بخش رس و کاهش بخش سیلت و شن می گردد. حذف ماده آلی و اکسید آهن به ترتیب برای خاک هایی که بیش از 4 درصد ماده آلی (5/2 درصد کربن آلی) و یا 2 درصد اکسید آهن دارند و یا واجد یک یا چند ویژگی خاص و متمایز از خاکهای رایج کشاورزی هستند، ضرورت دارد. همچنین زمانی که مجموع ماده آلی و اکسید آهن از 5 درصد بیشتر می شود، بطور میانگین حذف اکسید آهن و مواد آلی سبب افزایش 7 درصدی در میزان خالص رس می شود. بیشتر خاکهای ایران میزان آهک بالایی دارند. ولی در اغلب آن ها آهک به فرم ذرات اولیه در خاک ظاهر می شود. بنابراین حذف آهک در خاکهای سبک و متوسط که میزان آهک آنها بیش از 10 درصد باشد توصیه نمی شود. نتایج این پژوهش نشان داد که عدم حذف مواد سیمانی برای خاکهایی که حذف این مواد در آنها ضروری است می تواند منجر به تعیین نادرست کلاس بافت خاک شود.

حمله سولفاتی مجموعه ای از واکنش های شیمیایی و فیزیکی است که بین خمیر سیمان سخت شده و یون های سولفات رخ می دهد. نفوذ یون های سولفات به داخل مواد سیمانی منجر به تشکیل فازهایی همچون گچ و اترینگایت می شود که انبساط و خرابی بتن را به دنبال دارند. در این تحقیق از شبیه سازی ترمودینامیکی بر اساس روش به حداقل رساندن انرژی آزاد گیبس، برای درک بهتر حمله سولفات خارجی و رفتار خمیر سیمان سخت شده در نمونه های ساخته شده از سیمان پرتلند معمولی و سیمان های آمیخته با خاکستر پوسته برنج، استفاده شده است. با کمک این روش علاوه بر بررسی غلظت محلول منفذی و نوع و حجم فازهای تشکیل شده طی حمله سولفاتی، عوامل دیگری ازجمله تأثیر خاکستر پوسته برنج، درصد بهینه جایگزینی آن و غلظت های مختلف محلول سولفات سدیم موردمطالعه قرارگرفته اند. شبیه سازی خمیر سیمان سخت شده در محلول سولفات سدیم با غلظت های 4 و 44 گرم بر لیتر انجام شده و جایگزینی 10 و 15 درصد خاکستر پوسته برنج در نظر گرفته شده است. نتایج ارائه شده به وضوح نشان می دهد که غلظت محلول سولفاتی در نوع و حجم فازهای تشکیل شده، به ویژه گچ و اترینگایت، تأثیرگذار است؛ در غلظت های پایین، 4 گرم بر لیتر، تشکیل گچ مشاهده نشده است. خاکستر پوسته برنج در 15 درصد جایگزینی، آب آهک را به طور کامل مصرف و بیشترین حجم ژل سیلیکاتی را تولید می کند و از این درصد به بالا دیگر تأثیر قابل توجهی در ژل سیلیکاتی که عمده مقاومت خمیر سیمان را تأمین می-کند، ندارد. به طور کلی نتایج شبیه سازی با مطالعات و نتایج آزمایشگاهی که ریزساختار را بررسی نموده اند، تطابق خوبی دارد.