مطالعه آزمایشگاهی تاثیر نانو ذرات رس و سیلیکا بر روی رفتار خاک‌های سیلتی- رسی شهر مشهد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران دانشگاه پیام نور مشهد

2 گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

3 گروه عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد- ایران

چکیده

در مناطق شهری با توجه به قرارگیری محدوده‌های وسیعی بر روی رسوبات ریزدانه و خاک‌های دستی و مساله دار، ارائه فناوری‌های نوین به منظور جلوگیری از بروز نشست‌های نامتقارن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. در این راستا با توجه به ضرورت ساخت سازه‌های بلندمرتبه و همچنین مشکلات زیست محیطی، بکارگیری فناوری نانو در بهسازی خاک جایگزین مناسبی برای روش‌های سنتی نظیر اجرای ستون‌های سنگی، تزریق تحت فشار سیمان و یا آهک، اجرای شمع و ریزشمع و ... می‌باشد. فناوری نانو به دلیل افزایش قابل توجه سطح ذرات، با تاثیر چشم‌گیری در بهبود پارامترهای مقاومتی و مکانیکی خاک همراه می‌باشد. در این پژوهش تاثیر افزودن نانورس از نوع مونت موریلونیت و نانوسیلیکا از نوع S بر پارامترهای مقاومتی و مکانیکی خاک ریزدانه اطراف حرم مطهر رضوی در شهر مشهد در نسبت‌های وزنی 1/۰، 5/0، 1، 5/2 و 5 از نانورس و 15/0، 25/0، 5/0، 75/0 و 1 از نانوسیلیکا با استفاده از مطالعات آزمایشگاهی بررسی و ارزیابی گردید. نتایج حاکی از افزایش قابل توجه پارامترهای مقاومت برشی و فشاری و همچنین کاهش نشست پذیری خاک در نمونه‌های بهسازی شده با نانوسیلیکا نسبت به نمونه‌های بهسازی شده با نانورس می‌باشد، به طوری که افزودن 1 درصد نانوسیلیکا و 5/2 درصد نانورس به ترتیب موجب افزایش 620 و 134 درصدی ظرفیت باربری خاک سیلتی- رسی مورد مطالعه شده است. لازم به ذکر است با توجه به پائین بودن شاخص تورم این خاک، افزودن این نانوذرات همراه با تغییری در درجه تورم پذیری خاک محدوده مورد مطالعه نمی‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental Study of Nanoclay and Nanosilica Particles Effects on the Behavior of Mashhad Silty- Clay Soils

نویسندگان [English]

  • Soheil Ghareh 1
  • Kimia Yazdani 2
  • Vahab Besharat 3
1 Payame noor university
2 Civil Group, Engineering Faculty, Azad Eslamic University, Mashhad, Iran
3 Civil Department, Engineering Faculty, Azad University, Mashhad, Iran
چکیده [English]

In urban areas, particularly in the metropolis of Mashhad, regarding the placement of large areas on fine-grained sediments and problematical and weak soil, the presentation of new technologies to avoid asymmetric subsidence is of particular importance. In this regard, regarding the need to build high-rise structures and environmental problems, using nanotechnology in soil improvement is a good alternative to traditional methods such as stone columns, under-pressure injection of cement or lime, piles, and deep foundation, etc. Nanotechnology, due to the significant increase in particle surface area, is associated with a significant impact on improving soil strength and mechanical parameters. In the current study, the effect of adding montmorillonite nanoclay and S-type nanosilica on the strength and mechanical parameters of fine-grained soil around the holy shrine of Razavi in Mashhad in weight ratios of 0.1, 0.5, 1, 2.5 and 5 of nanoclay and 0.15, 0.25, 0.5, 0.75 and 1 of nanosilica were evaluated and compared via laboratory studies. The results reveal a significant increase in shear and compressive strength parameters, as well as a decrease in soil settling in nanosilica, improved samples compared to nanosilica, improved samples so that the addition of 1% nanosilica and 2.5% nanoclay increases silty-clay soil bearing capacity up to 620 and 134%, respectively. It should be mentioned that due to the low swelling index of this soil, the addition of these nanoparticles is not associated with a change in the swelling index of the study area soil.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Soil improvement"
  • "Nanoclay"
  • "Nanosilica"
  • "Shear Strength"
  • "Settlement"