بهسازی خاکهای ریزدانه با استفاده از تزریق الکتروکینتیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

در این تحقیق غلظت محلول سیلیکات سدیم در بهسازی سیلت غیر خمیری با روش تزریق الکتروکینتیک بررسی شده است. محلولهای سیلیکات از طریق یک مخزن درکنار الکترود آند به درون خاک تزریق شده اند. تزریق سیلیکات سدیم مقاومت خاک را بسته به غلظت محلول، در مجاورت الکترود آند بین 5 تا 8 برابر افزایش داده است. تزریق 5 و10 درصد از این محلول مقاومت خاک را در کل طول نمونه به مقدار قابل توجه افزایش می‌دهد. اگرچه محلول 20 درصد سیلیکات سدیم، مقاومت خاک را در مجاورت آند به شدت افزایش می دهد، اما تغییر قابل ملاحظه ای در مقاومت در سایر بخشهای نمونه دیده نمی‌شود. بیشترین افزایش مقاومت در طول نمونه (طول نفوذ دوغاب) به تزریق محلول 5 درصد سیلیکات سدیم در آند و محلول 10 درصد اسید فسفریک درکاتد اختصاص دارد بطوری که مقاومت 3/3 تا 0/4 برابر شده است. کمترین عمق نفوذ دوغاب به تزریق محلول 20 درصد سیلیکات سدیم در آند اختصاص دارد. در این پژوهش نشان داده می‌شود که می‌توان با این روش برای شکل گیری یک شمع و یا بهسازی لرزه ای در زیر پی های موجود اقدام نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Soil Improvement by Electrokinetic Injection

نویسندگان [English]

  • AMIN Falamaki
  • Nader Shariatmadari
  • Ali Noorzad
چکیده [English]

In this study, a non-plastic silt is grouted by sodium silicate in an electrokinetic cell. The silicate solutions are injected through the reservoir next to the anode electrode. The injection of Na- silicate solution increases the strength adjacent to the anode electrode between 5 to 8 times compared with the base soil. Increasing silicate concentration generates lower increase in strength across the specimen. This means that decreasing the silicate concentration increases the penetration length of the grout. Neglecting the results for anode side of the specimens, the maximum increase in strength has been observed for injection of 5% silicate solution through the anode with acid in the cathode chamber. The obtained strength is 3.3 to 4.0 times greater than the strength of the base soil with the highest penetration length. The application of this technology for increasing the strength of the soil underneath an existing foundation or generation of   pile through the soil is proven.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrokinetics
  • Soil improvement
  • Sodium silicate
  • Injection
[1]Karol, R. H.; Chemical Grouting, 2 nd ed., Marcel Dekker, Inc., New York, NY, 1990._
[2]Mitchell, J. K.; “Soil Improvement- State- of- the- Art,” Proc. 10th ICSFME, Stockholm, Vol. 4, 509-565, 1981,_
[3]Tolstopjatow, K; “woprou ob elektrochimitscheskom ukreplenii gruntow”,Potschwowedenie 8. Tondorf, S., Grundlagen der
Elektrosanierung, TerraTech 4, 66–69, 1940._
[4]Youell, R. F., “An Electrolytic Method for Producing Chlorite-Like Substances from Montmorillonite”, Clay Miner. Bull. 9, 191-195,
1959._
[5]Holmes, W. J., “Electroosmosis and civil engineer. Civ. Eng.” Public Works Rev., 58(682): 624-626, 1963._
[6]Gray, D. H., “Electrochemical Hardening of Clay Soils”, Geotechnique, Vol. 20, No.1, pp. 81-93,1970.
[7]O’Bannon, D. E.r, Morris, G. R., and Mancini, F. P., “Electrochemical hardening of expansive clays.” Transp. Res. Rec. 593, Transportation Research Board, Washington, D.C., 46–50, 1976.
[8]Feldkamp, J R. and Belhomme, G. M., “Large- strain electrokinetic consolidation: theory and experiment in one dimension”, Geotechnique 40,No. 4, 557-568, 1990.
[9]Ozkan, S., Gale, R.J., and Seals, R.K., “Electrokinetic Stabilization of Kaolinite by Injection of Al and PO43- Ions”, Ground
Improvement, 3(4): 135-144, 1999.
[10]Mohamedelhassan, E., and Shang, J.Q., “Electrokinetics-Generated Pore Fluid And Ionic Transport In An Offshore Calcareous Soil”, Can. J.Geotech. /Rev. Can. Geotech. 40(6): 1185-1199,2003.
[11]Shang, J.Q., E. Mohamedelhassan, and M. Ismail, “Electrochemical cementation of offshore calcareous soil”. Can. Geotech. J. 41: 877–893,2004.
[12]Alshawabkeh, A. N. and Sheahan, T., “Soft soil stabilisation by ionic injection under electric fields”, Ground Improvement, Pub: Thomas Telford, Vol 7, Issue: 4, pp 177-185. 2004.
[13]Thevanayagam, S. and Jia, W., “Electro-Osmotic Grouting for Liquefaction Mitigation in Silty Soils”, ASCE Special Technical Publication., Grouting, Louisiana, Feb. 2003.
[14]Alshawabkeh, A. N., Yeung, A. and Bricka, R. M, “Practical aspects of in situ electrokinetic remediation,” ASCE Journal of Environmental Engineering, accepted, in press. 1999.
[15]Acar, Y. B. and Alshawabkeh, A. N. “Principles of Electrokinetic Remediation,” Environmental Science and Technology, 27(13): 2638-2647, 1993.
[16]Tani, K., and Craig, W.H., “Bearing capacity of circular foundations on soft clay of strength increasing with depth”. Soils and Foundations,35(4): 21–35, 1995.
[17]Segall, B. A., O’Bannon, C. E., Matthias, J. A., “Electro-Osmosis Chemistry and Water Quality,” ASCE, Journal of Geotechnical Engineering, Vol.106, No. GT10, pp. 1148-1152, 1980.
[18]Alshawabkeh, A.N., Sheahan, T., “Stabilizing fine- grained soils by phosphate electro-grouting”,Journal of the Transportation Research Board (1787), 53–60, 2002.