کاربرد مواد نانو در بهبود ظرفیت باربری خاکها

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران-ژئوتکنیک، واحد مراغه، دانشگاه آزاد اسلامی، مراغه، ایران

2 گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران،

چکیده

روش غیر محرک روشی نو در تثبیت خاک‌های ضعیف و ماسه­های سست است. این روش نوعی قفل و بست کردن بافت خاک می‌باشد. برای بهسازی موفق به این روش، رسیدن به طول نفوذ مناسب و همچنین بالا رفتن پارامترهای مقاومت برشی ضروری است. تحقیقات گذشته افزایش مقاومت در مقابل روانگرایی و کاهش نفوذپذیری براثر تزریق نانو سیلیکا کلوئیدی را نشان داده است. در این تحقیق، خاک ماسه‌ای در دو حالت خشک و اشباع با 5، 10 و 15 درصد وزنی سیلت تحت نفوذ نانو سیلیکا کلوئیدی قرار گرفت و سپس با انجام آزمایش برش مستقیم پارامترهای مقاومت برشی (زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی) تعیین‌شده است. نتایج نشان می‌دهد که با تنظیم قدرت یونی و خصوصیات رئومتری همچون ویسکوزیته  و مدول ژل شدگی، رسیدن به طول نفوذ مناسب و کسب مقاومت لازم جهت انجام تزریق غیر محرک در خاک‌های با درصد سیلت بالا امکان‌پذیر است. همچنین پارامترهای مقاومت برشی افزایش قابل‌ملاحظه‌ای را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Gallagher, P. M., (2000), Passive site remediation for mitigation of liquefaction risk. Ph.D. Dissertation, Virginia Polytech. Inst.and State Uni., Blacksburg.

[2] Gallagher, P. M., Mitchell, J. K., (2002), Influence of colloidal silica grout on liquefaction potential and cyclic undrained behavior of loose sand. Soil Dyn. and Earth. Eng., 22: 1017-1026.

[3] Thevanayagam, S., JIA, W., (2003), Electro-osmotic grouting for liquefaction mitigation in silty soils. Geotech. Spec. Pub., 2: 1507-1517.

[4] Gallagher, P. M., Lin, Y., (2009), Colloidal silica transport through liquefiable porous media. J. of geotech. and geoenvironmen. eng., 135: 1702-1712.

[5] Yonekura, R. Miwa, M., (1993), Fundamental properties of sodium silicate based grout. Proc.11th Southeast Asia, Geotech. Conf., Singapore, 439-444.

[6] Gallagher, P. M. Koch, A. J., (2003), Model testing of passive site stabilization: A new technique. Proc. 3th Int. Conf. on Grouting and Ground Treatment, New Orleans, 2: 1478-1490.

[7] Gallagher, P. M., Conlee, C. T., Rollins K. M., (2007), Full-scale field testing of colloidal silica grouting for mitigation of liquefaction risk. J. of Geotech. and Geoenvironm. Eng., 133: 186-196.

[8] Noll, M. R., Bartlett, C., Dochat, T. M., (2007), In situ permeability reduction and chemical fixation using colloidal silica. Proc. 6th National outdoor action conference on aquifer restoration, (443-57), Las Vegas, NV.

[9] Persoff, P., Apps, J., Moridis, G. and Whang, J. M., (1999), Effect of dilution and contaminants on sand grouted with colloidalsilica. J. of Geotech. and Geoenvironmen. Eng., 125: 461-469.

[10] Hamderi M., Gallagher P. M., (2013), An optimization study on the delivery distance of colloidal silica. Scientif. Res. Essays. 8: 1314-1323.

[11] Butron, C., Axelsson, M., Gustafson, G., (2009), Silica sol for rock grouting: Laboratory testing of strength, fracture behaviour and hydraulic conductivity. Tunnel. and under. space techn., 24: 603-607.

[12] Taha, M., (2009), Geotechnical properties of soil-ball milled soil mixtures. Nanotechnology in Construction 3, 377-382.

[13] Abolhassani, M., (2011), Study of mechanical properties of bentonite stabilized with Nano silica and Cement, Ms.c. Thesis, KNT University, Tehran, Iran.

[14] Moradi, Gh., Seyedi, Sh., (2014), Evaluation of uniform delivery of colloidal Nano silica stablizer to liquefiable sily sand. Int. J. Nano Dimens., 6: 501-508.

[15] Moradi, Gh., Seyedi, Sh., (2017), Evaluation of effective strength parameters and mirco structural variations of silty sands stabilized with Nano colloidal silica. J. of Civil eng. and environ., 46: 78-90.

[16] ASTM D421-85, (1985), Dry Preparation of Soil Samples for Particle-Size Analysis and Determination of Soil Constants, Annual book of ASTM standards, (reapproved 1998).

[17] ASTM D422-63, (1963), Standard Test Method for article-Size Analysis of Soils, Annual book of ASTM standards (reapproved 1998).

[18] ASTM-D 854-02, (2002), Standard test method for specific gravity of soil solids by water pycnometer, Annual book of ASTM standards.

[19] ASTM D4253-16, (2006), Standard test methods for maximum index density and unit weight of soils using a vibratory table, Annual book of ASTM standards.

[20] ASTM D4254-16, (2006), Standard test methods for minimum index density and unit weight of soils and calculation of relative density, Annual book of ASTM standards.

[21] MSA Company, http://msatechnology.com.

[22] ASTM D 3080-98, (1998), Standard test method for direct shear test of soils under consolidated drained condition, Annual book of ASTM standards.