استفاده از مصالح بازیافتی در کاربردهای مهندسی مزایای اقتصادی و زیست محیطی را به همراه دارد. دفع این مواد در محل های دفن زباله پرهزینه است و مسائل زیست محیطی بالقوه ای را ایجاد می نماید. بازیافت و استفاده مجدد از مصالح ساخت ساز و تخریب، در مواردی مانند سازه های روسازی و عناصر غیر سازه ای ساختمان، منجر به حفظ منابع طبیعی و کاهش آلودگی محیط زیست می شود. در سال های اخیر، این مصالح عمدتا در ساخت پروژه های راهسازی مورد استفاده قرار می گیرند و بنابرین رفته رفته تاثیرشان را بر روی محیط زیست نشان می دهند. در این تحقیق به بررسی مقاومت فشاری تک محوری و نسبت باربری کالیفرنیای خاک رس آبیک قزوین به کمک ضایعات بتنی (CW) و سرباره ی کوره آهن گدازی (BFS) پرداختیم. نمونه های رسی به ازای 25 و 50 درصد CW و با محتوای 2 و 4 درصد BFS تثبیت شده اند و زمان های عمل آوری 7، 14 و 28 روزه مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان داد که افزودن CW و BFS به خاک رسی باعث افزایش مقدار CBR ترکیب می گردد و زمان عمل آوری نیز تاثیر مثبتی را بر روی نتایج CBR می گذارد. همچنین محتوای BFS تاثیر بسزایی را بر روی مقاومت تک محوری ترکیبات رس و CW (مخصوصا رس با 50 درصد CW) می گذارد و ترکیب 50 درصد CW و 4 درصد BFS در زمان عمل آوری 28 روزه می تواند مقدار مقاومت فشاری تک محوری را تا 5 برابر افزایش دهد.

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

1در اصلاح حرارتی خاک­های آلوده، خاک رسی حاوی آلاینده فلز سنگین تحت اثر حرارت قرار می­گیرد. خصوصیات خمیری به عنوان یکی از معیارهای کاربردی در ارزیابی رفتار ژئوتکنیک زیست محیطی خاک ها شناخته شده است. هدف این مقاله تعیین تأثیر فاز نگهداری آلاینده فلز سنگین بر خاصیت خمیری بنتونیت در اصلاح حرارتی خاک است. در این پژوهش بنتونیت کربنات­دار و کربنات زدایی­شده در حالت غیر آلوده و آلوده به غلظت های مختلف فلز سنگین روی (Zn) تهیه شده است. نمونه­های آلوده و غیر آلوده تحت تاریخچه حرارتی 20، 110، 300، 400 و 500 درجه سانتی گراد قرار گرفته­اند. سپس با استفاده از آزمایش های حدود اتربرگ، pH، SSE و XRD، تغییرات خصوصیات خمیری و ریزساختاری نمونه ها تجزیه و تحلیل شده است. بر اساس نتایج بدست آمده، در غلظت­های کم آلاینده، فاز کربنات کلسیم به عنوان فاز غالب در نگهداری آلاینده عمل کرده و مانع تغییر ساختار خاک شده است. با افزایش غلظت آلاینده و ورود همه فازهای نگهداری آلاینده در فرایند اندرکنش خاک-آلودگی، حضور کربنات نقش قابل توجهی در تغییر الگوی خمیری نداشته است. نتایج نشان می دهد که تغییرات غلظت آلاینده نسبت به تغییرات درجه حرارت، تأثیر بیشتری بر کاهش دامنه خمیری بنتونیت کربنات دار داشته است. با افزایش درجه حرارت به مقادیر بزرگتر از 400 درجه، فازهای نگهداری آلاینده در رفتار خمیری خاک نقش قابل توجهی نداشته بطوری که دو نمونه بنتونیت با کاتیون غالب تبادلی سدیم و کاتیون غالب تبادلی روی به ترتیب در دماهای 400 و 500 درجه سانتی گراد خاصیت خمیری خود را از دست داده و حد خمیری برای آ­ن­ها قابل اندازه گیری نبوده است.

محافظت سدهای خاکی در برابر فرسایش بر عهده فیلتر می باشد. آزمایش فیلتر مانع فرسایش NEF، توانایی خوبی در ارزیابی عملکرد سیستم خاک مبنا فیلتر دارد. این آزمایش و معیارهای بدست آمده از آن، مورد تایید موسسه های ICOLD و USBR قرار گرفته است. این آزمایش در مراجعی همچون ASTM و غیره ذکر نشده و روش واحد و استاندارد برای انجام این آزمایش موجود نیست. در این تحقیق با استفاده از سه خاک مبنا با خاصیت خمیری متفاوت، و انجام آزمایش های NEF، اثر تغییرات خاصیت خمیری و هد آب، بر نتایج آزمایش ها بررسی شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که میزان هد آب مورد استفاده، به عنوان نیروی فرسایش دهنده و خاصیت خمیری خاک مبنا، به عنوان عامل پیوستگی ذرات، تاثیر قابل ملاحظه ای بر عملکرد سیستم خاک مبنا فیلتر دارد.

در مطالعه ی حاضر، به منظور بررسی تغییرات به وجود آمده در حدود اتربرگ و تنش برشی خاک های ماسه یی رس دار از آزمایش های حدود اتربرگ و برش مستقیم در درصدهای مختلف نانورس بر روی ماسه های رس دار با ترکیب گوناگون درصدهای ماسه و رس انجام شده است. همچنین، جهت بررسی میکروسکوپی بافت نمونه ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی برای پیمایش سطح نمونه ها استفاده شده است. بررسی تصاویر نشان می دهد ذرات نانورس در صورت نبود رس در نمونه ی خاک (یعنی خاک ماسه یی خالص) یا عدم پراکندگی یکنواخت، اثر معکوس در رفتار خاک خواهند داشت. در صورت وجود رس در خاک ماسه یی و همچنین پراکنده شدن یکنواخت نانورس در خاک، پارامترهای ژئوتکنیکی خاک بهبود می یابند. برای خاک مورد مطالعه در پژوهش حاضر، بهترین ترکیب از نظر مقاومت برشی، مربوط به خاکی است که از ترکیب 80% ماسه و 20% تشکیل شده و با افزودن 4% نانورس به آن، بهترین نتیجه از نظر مقاومت برشی به دست آمده است.

میزان تولید زباله های شهری به صورت وصف نشدنی با گسترش شتابان جمعیت افزایش می یابد. یکی از راه های دفع این زباله ها از محیط اطراف زندگی بشر، دفن آنها است. دفن یا دپوی روباز این زباله ها در محیط زیست از یک طرف و بارش های جوی از سوی دیگر سبب ایجاد شیرابه ای از این زباله ها می گردد که به علت نفوذ در بین ذرات خاک تاثیراتی بر رفتارهای مکانیکی خاک ها دارد. در این پژوهش قصد بر آن است که با انجام آزمایش های تحکیم، تراکم، برش مستقیم، تعیین حدود اتربرگ و تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی به بررسی این تاثیرات پرداخته شود. از این رو نمونه های خاک با درصدهای مختلف آلودگی در قالب دستگاه ادئومتر و برش مستقیم در بازه های زمانی کوتاه مدت و بلندمدت پس از ساخت نمونه ها مورد آزمایش قرار گرفتند و با نمونه خاک غیر آلوده در فضای تخلخل-تنش و تنش برشی-جابجایی افقی، در کوتاه مدت و بلند مدت مورد مقایسه قرار گرفتند. با مشاهده گذر زمان بر روند تاثیر شیرابه روی مقاومت خاک مشاهده شد که پس از گذر زمان، درصدهای کم شیرابه در نهایت همانند درصدهای زیاد شیرابه بر روی خاک تاثیر خواهند گذاشت. از یک طرف افزایش تاثیر درصدهای زیاد بعد از گذر زمان در خاک ثابت شده و از طرف دیگر تاثیر درصدهای کم در خاک افزایش می یابد تا به مقادیر تاثیر درصدهای زیادتر برسد. درواقع نقطه بیشینه تاثیرات دو درصد کم و زیاد یکسان می گردد.

لایه های رسی متراکم به عنوان یکی از متداول ترین لایه های نفوذناپذیر در اکثر سازه های ژیوتکنیکی مانند سدهای خاکی و مراکز دفن زباله های شهری و رادیواکتیو کاربرد دارند. به دلیل خصوصیات ژیوتکنیکی خاص، این لایه ها در طول عمر خود به وسیله ترک-خوردگی دچار آسیب می گردند این ترک ها باعث افزایش نفوذپذیری لایه و کاهش کارایی آن می گردد. با توجه به لزوم آگاهی و شناخت عوامل موثر بر پایداری سازه های ژیوتکنیکی ساخته شده با این لایه ها در این پژوهش سعی شده است تا با استفاده از خاصیت خودترمیمی خاک های رسی گامی در جهت بهبود عملکرد خاک ها در شرایط مختلف برداشته شود. در تحقیق حاضر با انجام آزمایشات متعدد نشان داده شده است که می توان با افزایش دامنه خمیری خاک های رسی، سرعت ترمیم ترک را افزایش داد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزودن نانورس مونت موریلونیت به خاک باعث افزایش فرآیند خودترمیمی ترک ها می شود؛ گذشت زمان تاثیر این افزایش را در روند ترمیم ترک های ایجاد شده در نمونه ها را کاملا آشکار می کند. میزان دبی خروجی نمونه ها نسبت به زمان سپری شده در طی خودترمیمی اندازه گیری می شوند و با توجه به نمودارها مورد بررسی قرار می گیرند. آزمایشات نشان دادند که میزان درصدهای نانورس مونت موریلنیت بی تاثیر نبوده و باعث کاهش میزان جریان در نمونه ها هستند، که این نشانه ی خود ترمیمی ترک بوسیله افزودنی نانورس است. میزان کل دبی خروجی در نمونه های حاوی نانورس از نمونه های غیرافزودنی بسیار کمتر بود و می توان از نانورس به عنوان ترمیم کننده ترک ها به وجود آمده در خاک های رسی با عمق 5 سانتی متر استفاده کرد.