نشریه زمین شناسی مهندسی

اثر گلیسرول و استون بر خواص فیزیکی و مکانیکی یک خاک رسی

الناز افسری

در این پژوهش اثر دو نوع آلاینده گلیسرول و استون بر خواص فیزیکی و مکانیکی یک خاک رسی با خمیرایی پایین (CL) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات حدود آتربرگ، تراکم، تورم آزاد، تحکیم، مقاومت تک محوری و سی بی آر بر روی نمونه هایی از خاک در حالت طبیعی و آلوده شده با درصدهای گوناگون (10، 15 و20 درصد) از دو ماده آلاینده هیدروکربنی فوق صورت پذیرفت. علاوه براین عکس بردای میکروسوپ الکترونی روبشی (SEM) روی نمونه های خاک طبیعی و آلوده شده با دو ماده یاد شده، انجام گردید. نتایج نشان دادند که با افزودن گلیسرول، حدود آتربرگ و درصد تورم کاهش، ولیکن پارامترهای تراکمی شامل وزن واحد حجم خشک بیشینه و رطوبت بهینه به ترتیب افزایش و کاهش می یابند. لیکن افزودن استون به خاک برخلاف تغییرات ایجاد شده ناشی از افزودن گلیسرول را نشان داد به گونه ای که حدود آتربرگ و درصد تورم افزایش و نیز وزن واحد حجم خشک بیشینه کاهش و رطوبت بهینه افزایش یافتند که این تغییرات ایجاد شده نیز تابعی از درصد وزنی ماده آلاینده بودند. علاوه براین نتایج نشان دادند که مقاومت و سی بی آر (ظرفیت باربری) خاک آلوده شده با هر دو ماده نسبت به حالت طبیعی در خاک، روند کاهشی داشته که این کاهش در خاک های حاوی گلیسرول بیشتر بوده است. نتایج آزمایشات تحکیم نیز نشان دادند که مقادیر نشانه فشردگی (C_c) و نشانه تورم (C_s) مستقل از درصد آلاینده می باشند. همچنین نتایج SEM نشان داد که تغییرات ناشی از دو آلاینده یاد شده در ویژگی های فیزیکی و مکانیکی خاک، ناشی از تغییرات ایجاد شده در ساختمان خاک است و تاثیر آنها بر ویژگی های خاک مورد استفاده یکسان نمی باشد.

بررسی تأثیر بنتونیت و سرشیوم بر پارامترهای مقاومتی خاک‌های مولد ریزگرد در ناحیه ورامین

شیوا اعظمی

امروزه تغییرات آب وهوایی به عنوان یکی از مهم ترین چالش های جهان مطرح می باشد، یکی از انواع آلاینده های موجود در هوا ریزگردها و گردوغبارهای ناشی از وزش باد می باشد، که ریزگردها و معضلات مربوط به آن، هرساله مشکلات زیادی در بخش های زیست محیطی، اجتماعی و سلامت جامعه و حتی مشکلات سیاسی در جهان و از جمله ایران ایجاد می کند؛ اما از آنجا که معضل پدیده ریزگرد در آینده هم وجود خواهد داشت، لازم است جهت مهار و کنترل آن راه کارهای علمی ارائه شود.یکی از راه های کاهش بوجود آمدن این پدیده تثبیت خاک در مناطق مستعد وقوع این پدیده است. در این تحقیق میزان تأثیر بنتونیت و سرشیوم در تثبیت خاک های رسی مستعد بوجود آورنده گرد و غبار برزسی شد و منطقه ورامین در نزدیک تهران که یک منطقه گرم وخشک می باشد و متشکل از خاک های رسی ریزدانه است که به عنوان مطالعه موردی انتخاب گردید. در این مطالعه برای تثبیت خاک های مستعد ریزگرد از بنتونیت و سرشیوم در درصدهای وزنی 1 ،3 و 5 درصد استفاده شده است. نمونه ها پس از عمل آوری 7 روزه تحت آزمایش های حدود اتربرگ، مقاومت تک محوری و برش مستقیم قرار گرفته و تأثیر مواد تثبیت کننده در پارامترهای اصطکاک داخلی و چسبندگی، حد خمیری، حد روانی و شاخص خمیری و میزان مقاومت برشی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج برش مستقیم روی نمونه های شاهد، نتایج 59/61 کیلو پاسکال برای چسبندگی و 14/15 درجه برای زاویه اصطکاک داخلی را نشان می دهد زمانی که 3 درصد وزنی بنتونیت اضافه می شود این مقدار به ترتیب 53/76 کیلو پاسکال برای چسبندگی و 98/30 درجه برای زاویه اصطکاک داخلی افزایش می یابد. زمانی که از سرشیوم 1 درصد وزنی به عنوان تثبیت کننده استفاده شود، پارامترهای چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی به ترتیب 57/53 کیلو پاسکال و 57/29 درجه تغییر می کند.

بررسی و برآورد دوام سنگ‌های رسوبی رخنمون یافته منطقه دره شیخان (شمال غربی خرم آباد) در مقابل هوازدگی نمک

امین جمشیدی

سازند گچساران با سن میوسن، رخنمون وسیعی در برخی نواحی خرم آباد دارد. وجود سنگ ژیپس در این سازند، باعث ایجاد روان آب های شور در منطقه دره شیخان در شمال غربی خرم آباد شده است. روان آب ها باعث هوازدگی نمک در رخنمون های سنگی منطقه شامل ژیپس، کنگلومرا، ماسه سنگ، سنگ آهک، دولومیت، شیل دولومیتی و مارن مربوط به سازند های گچساران، آسماری، شهبازان، کشکان، تاربور و امیران گردیده است. هدف از پژوهش حاضر بررسی و برآورد دوام سنگ های منطقه دره شیخان در شمال غربی خرم آباد در مقابل هوازدگی نمک ناشی از روان آب های شور است. برای رسیدن به اهداف پژوهش، 8 نمونه سنگ مختلف از رخنمون های سنگی منطقه برداشت شد و آزمون دوام وارفتگی در محلول اشباع از نمک تا 15 چرخه انجام شد. علاوه بر این ترکیب کانی شناسی، خصوصیات فیزیکی و مقاومتی نمونه ها شامل تخلخل و شاخص بار نقطه ای تعیین شدند. بر اساس ارزیابی دوام نمونه ها، ترکیب کانی شناسی، تخلخل و مقاومت نقش مهمی در دوام نمونه ها در برابر هوازدگی نمک دارند. مدل آماری حاصل از آنالیز رگرسیون چند متغیره نشان می دهد دوام سنگ ها در مقابل هوازدگی نمک می تواند با دقت مناسبی (R²=0.95) با استفاده از تخلخل و شاخص بار نقطه ای برآورد شود. این مدل به دلیل استفاده از پارامترهای ساده تخلخل و شاخص بار نقطه ای، می تواند یک ارزیابی سریع و ارزان از دوام طولانی مدت سنگ ها در مقابل هوازدگی نمک داشته باشد.

بررسی تأثیر کانی شناسی بر مقاومت سنگهای شیستی در معدن طلای موته

غلامرضا لشکری پور

در این مطالعه نسبت به شناسایی عوامل مهم در ریزش دیواره معادن طلای موته از جمله دیواره شرقی معدن چاه خاتون پرداخته است. بنابراین با توجه به تنوع شیست ها در معادن طلای چاه خاتون و سنجده (دو معدن فعال در این مجتمع معدنی) با مطالعه کانی شناسی سنگ های شیستی در معدن طلای موته، در راستای تشخیص عوامل مختلف در تغییرات مقاومت سنگ انجام گردیده است. لذا تعداد ده نمونه از شیستهای دیواره معادن در حال استخراج طلای موته در دیواره هایی از معدن که ایجاد مشکل یا دارای اهمیت بیشتری در طرح استخراجی این معادن داشت، جهت انجام مطالعات کانی شناسی آزمایشات XRD و XRF انجام شده است. همچنین روی این شیستها آزمایش های مقاومت فشاری تک محوری^{^[1]} و برزیلین^{^[2]} به منظور برآورد خواص مکانیکی و تعیین کیفیت توده سنگ در دیواره های معدنی اقدام گردیده است. نتایج حاکی از این است که مقاومت فشاری تک محوری و برزیلین در شیستها نسبت مستقیم با درصد Sio₂ داشته و با میزان Al₂o₃ نسبت عکس دارد و همچنین با ساختارهای ثانویه نسبت عکس دارد. عواملی نظیر وجود ساختارهای ثانویه، سطح تورق ممتد، اندازه ذرات و ترکیب کانی شناسی نقش مهمی در نحوه شکست این سنگها بازی می کند. مقاومت فشاری تک محوری شیستها از 10 مگاپاسکال تا 72 مگاپاسکال و مقاومت برزیلین از 1.9 تا 10.2 مگاپاسکال متغیر می باشد. کمترین مقاومت فشاری تک محوری در سنگهای شدیداً هوازده با درصد سیلیس متوسط می باشد. نوع کانی های رسی در پایداری دیواره معدنی مؤثر می باشد، با این حال وجود کانی رسی مونتموریلونیت در دیواره شرقی معدن چاه خاتون مشاهده گردیده و با وجود درصد سیلیس بالا مقاومت سنگ در حد متوسط می باشد. مقاومت فشاری تک محوری نمونه های تر و خشک در سنگهایی که کانی موسکویت و کانی رسی مونتموریلونیت در آن وجود داشته، تفاوت بیشتری با سایر سنگها داشته است. به طوریکه سنگهای دارای کانی رسی ایلیت مقاوم تر از کانیهای اسمکتیت و مونتیموریلونیت دار می باشند. به طور کلی مقاومت شیستها به عوامل مختلفی وابسته می باشد و اهمیت کانی شناسی شیست با توجه به دخالت در تشکیل ساختار های ثانویه در آن از اهمیت بالایی برخوردار است.

[1]- Uniaxial Compressive Strenght (UCS)

[2]- Point Load Test (PLT) and Brazilian Tensile Strenght (BTS)

تأثیر لایه‌ی ماسه‌ای مسلح و غیرمسلح با و بدون ستون‌های ماسه‌ای بر رفتار ظرفیت باربری-نشست رس نرم

محمودرضا عبدی

ستون های ماسه ای/سنگی به دلیل اجرای ساده و کم هزینه بودن دارای کاربردهای متنوع در مهندس ژئوتکنیک می باشند. این روش باعث مسلح نمودن خاک به منظور افزایش ظرفیت باربری، کنترل نرخ نشست، کاهش نشست های نامتقارن و کل، پایداری سطوح شیبدار و مقاومت در برابر روانگرایی می شود. خاک های رسی نرم که در زمره خاک های مشکل ساز قرار می گیرند از ظرفیت باربری کم و پتانسل نشست بالایی برخوردار بوده و از این رو نیاز به بهسازی دارند. در مقاله حاضر تاثیر لایه ی سطحی ماسه ای به صورت مسلح و غیرمسلح همراه با و بدون تک و گروه ستون های ماسه ای بر رفتار ظرفیت باربری-نشست رس نرم بررسی شده است. بدین منظور رفتار نمونه های رس نرم، رس + لایه ی سطحی ماسه ای مسلح و غیرمسلح، رس + تک/گروه ستون های ماسه ای و رس + لایه ی سطحی ماسه ی مسلح/غیرمسلح + تک / گروه ستون های ماسه ای بررسی و نتایج در مقاله حاضر ارائه گردیده است. از ژئوگرید به عنوان عامل تسلیح لایه ی ماسه ای، از دستگاه سی. بی. آر. به منظور سیستم بارگذاری و از صفحه فلزی به قطر 5 سانتیمتر به عنوان سطح بارگذاری در آزمایش ها استفاده شده است. نتایج آزمایشات نشان می دهد که بکارگیری لایه ی سطحی ماسه ی غیرمسلح و مسلح شده با یک لایه ی ژئوگرید در نسبت نشست 5% باعث افزایش ظرفیت باربری بین 4 تا 7 برابر نسبت به رس نرم به تنهایی گردیده و استفاده از تک یا گروه ستون های ماسه ای نیز بهبود ظرفیت باربری رس نرم را باعث گردیده است. بکارگیری لایه ی سطحی ماسه ی مسلح و غیرمسلح توام با تک یا گروه ستون های ماسه ای نیز ظرفیت های باربری را 7 تا 9 برابر نسبت به رس نرم افزایش داده که بهبود 700 تا 900 درصدی می باشد. با افزایش قطر ستون های ماسه ای ظرفیت باربری نهایی افزایش یافته به گونه ای که بکارگیری گروه ستون ماسه ای به قطر 8 سانتیمتر بیشترین تأثیر را بر رفتار ظرفیت باربری-نشست نمونه های رس + ستون های ماسه ای داشته است. همچنین نتایج گواه آن است که به کارگیری لایه ی ماسه ی سطحی به صورت مسلح یا غیرمسلح همراه با گروه ستون ماسه ای موثرتر از تک ستون ماسه ای هم حجم می باشد.

مطالعه تاثیر نانو رس و پودر سنگ آهک بر ویژگی های ژئوتکنیکی خاکهای رسی شرق تبریز

روزبه دبیری

خاک های رسی به دلیل کاهش شدید مقاومت و قابلیت افزایش حجم در اثر جذب رطوبت، به عنوان یکی از خاک های مسئله دار در کارهای مهندسی و عمرانی مطرح می باشند. امروزه از نانو مواد همچون نانو رس در جهت بهسازی و تثبیت خاک های رسی استفاده می شود. از سوی دیگر، حجم روز افزون نخاله های حاصل از تخریب ساختمان ها از جمله ذرات و قطعات سنگ مشکلات فراوانی را از نظر زیست محیطی در شهرهای بزرگ به وجود آورده اند. هدف از این پژوهش، مطالعه امکان پذیری تاثیر ترکیب ماده افزودنی نانو رس و پودر سنگ آهک در خاک رس کوی نصر شهر تبریز جهت بهبود خــواص ﮊئــوتکنیکی از دیدگاه توانایی باربری و تغییر شکل می باشد. در این تحقیق، نانو رس و پودر سنگ آهک در دو حالت جداگانه و ترکیبی با درصدهای 5 و 10 با خاک رس مخلوط شده اند. عمل آوری بر روی نمونه های تثبیت شده در مدت زمان 7،14 و28 روزه صورت گرفته است. به منظور ارزیابی میزان تاثیر گذاری مواد مذکور بر پارامترهای ژئوتکنیکی خاک رس آزمون های آزمایشگاهی حدود آتربرگ، تراکم، تک محوری، برش مستقیم (تحت اثر تنش های قائم 1، 2 و 3 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) انجام گرفته است. نتایج نشان می دهد تاثیر همزمان 5% نانو رس به همراه 10 % پودر سنگ آهک در مدت زمان عمل آوری 7 روزه در شرایط دمای محیط به خاک رس سبب کاهش شاخص خمیری به مقدار 72 % ، بهبود ساختار دانه بندی و کاهش فضای خالی و افزایش مقاومت برشی به میزان 33 % شده است.