ارزیابی پتانسیل رمبندگی خاک ماسه ای لای دار تثبیت شده با میکروسیلیس، بنتونیت و خاکستر پوسته برنج

نویسندگان

دانشگاه سمنان

چکیده

خاک‌های رمبنده، در حالت طبیعی نهشتههایی سست و دارای ساختار متخلخل بوده و بیشتر در مناطق خشک و بیابانی یافت می‌شوند. ذرات این خاک‌ها در حالت غیر اشباع توسط کشش مویینگی و در حالت خشک توسط عوامل سیمانتاسیون نظیر پیوندهای رسی و سیلتی و یا توسط مواد چسبنده مانند کربنات کلسیم به یکدیگر متصل گشته که این عامل سیمانتاسیون مقاومت ظاهری بالایی را در این خاکها ایجاد مینماید. ولی به دلیل از بین رفتن آن به هنگام افزایش رطوبت، ساختار خاک فرو میریزد. شهر سمنان به واسطه قرارگیری در منطقه خشک و رمبنده بودن خاک در بخشهایی از آن، در معرض خطرات ناشی از این پدیده قرار دارد. از این رو مطالعات بیشتر در زمینه شناخت و روشهای مقابله با این پدیده از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق، اثر میکروسیلیس، بنتونیت و خاکستر پوسته برنج بر روی تغییر حجم خاک مورد مطالعه بررسی شد. بر اساس نتایج آزمایش‌ها افزودن میکروسیلیس تا حدود4 درصد وزنی خاک، باعث کاهش رمبندگی شده و افزودن بیش از این مقدار تاثیری در کاهش رمبندگی ندارد. در حالت افزودن چند ماده تثبیت کننده بصورت ترکیبی شامل 3 درصد میکروسیلیس ثابت و درصدهای متغیر بنتونیت و خاکستر پوسته برنج، پتانسیل رمبندگی به طور پیوسته و چشمگیر روند کاهشی داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of collapse potential of silty sandy soil stabilized with microsilica, bentonite and rice husk ash

نویسندگان [English]

  • Abdolhossein Haddad
  • sayyed hossein Dastigerdi
چکیده [English]

Collapsible soil is defined as loose deposit with a metastable and porous structure and mostly is found in arid and deserted regions.The particles of soil in the unsaturated state are connected together by capillary tension and in the dry state by cementation such as clay and silt bond or by other cohesive material like calcium silicate. The cementation agent makes a relatively high apparent strength in this type of soils but it will collapse in wet condition due to weakening effect of moisture.As city of Semnan is located in a dry area with collapsible soil in some parts of its urban district. It is highly endangered by this natural phenomenon. Therefore further studies on recognition and developing method of dealing with this phenomenon is really important. This study investigated the effect of bentonite, microsilica and rice husk ash on soil volume change has been studied. Based on test results on stabilized samples, by adding microsilica up to 4% of total weight of soil sample will reduce collapse potential, but increasing percentage of microsilica will have opposite effect. In addition by adding a mixture of additives consists of fixed portion of 3% of microsilica and variation portion of bentonite as well as by adding rice husk ash the results show that collapse potential had been reduced continuously.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Collapsible soil
  • Collapse potential
  • Stabilization
  • bentonite
  • Microsilica
  • Rice husk ash
 [1] Jennings, J. E. B. (1965). “The theory and practice of construction on partly saturated soils as applied to south African conditions”, Proceedings. of international conference on engineering effects of moisture change in soils, Texas, pp. 345-363.

 [2] Clevenger, W. A. (1956). “Experiences with loess as a foundation material”, Journal of the soil mechanics and foundations division, ASCE, Vol. 82 .

 [3] Alfi, A.A. (1984). “Mechanical and electron optical properties of a stabilized collapsible soil in tucson, arizona”, Doctoral dissertation, department of civil engineering, the university of Arizona.

[4] کریمی، ع. (1389). پراکنش رسوبات لسی در ایران، دومین همایش ملی فرسایش بادی و طوفان­های گرد و غبار، یزد.

 

[5] Abelev, Y.M., (1948) “Fundamentals of design and constructinn on macroporous Soils”, Stroivoenmorizdat, Moscow.

[6] Jennings, J. E., & Knight, K., (1975). “A Guide to construction or withmaterials exhibiting additional settlement due to collapse of grain structure,” 6th Regional Conference for Africa On Soil Menchanics & Foundation Engineering, Durban, South Africa, pp. 99-105.

[7] ASTM, (2002). ”ASTM D5333: Standard test method for measurement of collapse potential of soils”, Annual book ofASTM standards, vol. 04, ASTM international, West Conshohocken, pp. 1197-1199.

 

[8] Fredlund, D.G. and Gan, K.M. (1994) “The collapse mechanism of a soil subjected to one-dimensional loading and wetting”, NATO ASI series, Kluwer academic publishers, Vol. 468, pp. 173-205.

[9] Haddad, A., Khodaian, S. (2002),”Collapse potential of Semnan soils”, Third Iranian international conference on geotechnical engineering and soil mechanics,Tehran.

[10] Al-rawas, A.A. (2000). “State-of-the-art review of collapsible soils”, Science and technology, Special review, pp. 115-135.

[11] محمد علیزاده رفیع، ب. (1387)، اصلاح خاک‌های رمبنده به روش تزریق (مطالعه موردی راه آهن سمنان ـ تهران)، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوین.

[12] Bo, S., Changming, W., Don, G., and Tan, G. (2010). “Experimental study on improving collapsible loess with cement”, Global geology, 13(2), pp.79-84.

[13] Alhassan, M. (2008). “Potentials of rice husk ash for soil stabilization”, Assumption university journal of technology, 11(4), pp. 246-250.

[14] Huangjing, S. and Gasaluck, W.(2010). “The stabilization of loess by chemical additives for road base”, EJGE, 15, pp. 1651-1668.

[15] Karimi, M., Ghorbani, A., Daghigh, Y., Alhosseini, S. K., and Rabbani, P. (2011). “Stabilization of silty sand soils with lime and microsilica admixture in presence of sulfates”, 14th Pan-american conference on soil mechanics and geotechnical engineering, Toronto, Canada.

[16] ابرازه، ع.، نوری م.ر. و مرید سادات، م. (1391)، تاثیر افزودن بنتونیت بر تراکم­پذیری خاک مسئله­دار، سومین سمینار ملی مسائل ژئوتکنیکی شبکه­های آبیاری و زهکشی، کرج، صفحات 213-217.

[17] نبوی ، م . ح .(1366)، نقشه شناسی سمنان به مقیاس 000/100 : 1 ، سازمان زمین شناسی کشور.

[18] سازمان جهاد کشاورزی استان سمنان، نقشه خاک­شناسی استان سمنان. 1390.

[19] آزمایشگاه فنی و مکانیک خاک استان سمنان، گزارشات ژئوتکنیکی از سال 1384 تا 1391.

[20] دستی گردی، س. ح.، (1391). تأثیر افزودن مواد شیمیایی (معدنی) بر تغییرشکل پذیری خاک­های رمبنده سمنان. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان.

[21] کارخانه فروسیلیس ایران، گزارش مشخصات فنی میکروسیلیس، 1391.

[22] زمانی، م. ع. (1380)، "کاربرد میکروسیلیس در بتن با استفاده از مصالح محلی سمنان"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان.

[23] حجازی، م. و قربانی م. (1373)، زمین شناسی ایران (بنتونیت – زئولیت)،سازمان زمین شناسى کشور، تهران.

[24] شرکت نگین پودر سمنان، گزارش مشخصات فنی بنتونیت، 1391.

[25] رمضانیانپور، ع. ا.، جعفرپور، ف.، ماجدی اردکانی، م. ح. (1374)، بررسی تحقیقات انجام شده بر روی مصارف پوسته برنج و خاکستر آن در صنعت ساختمان، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، انتشارات مرکز، تهران.

[26] BSI, (1990) “BS 1377: Methods of test for Soils for civil engineering purposes - Part 1: General requirements and sample preparation”.