نشریه زمین شناسی مهندسی

---

یکی از مهم‏ترین داده­های کاربردی در مکانیک خاک غیراشباع، منحنی مشخصه آب- خاک (SWCC) است. این منحنی به شکل تابع سیگموید است و رابطۀ بین درصد رطوبت حجمی (Ө) و یا درصد رطوبت وزنی (w) را با مکش کالبدی خاک مشخص می‏کند و در حالت کاهش درصد رطوبت با افزایش مکش، شاخه خشک‌شدگی و در حالت افزایش درصد رطوبت با کاهش مکش، شاخه ترشدگی خاک را نشان می‏دهد. در این پژوهشتأثیر دو نوع تثبیت‌کنندۀ پلیمر SBR و میکروارگانیسم باسیلوس پاسته اوری روی منحنی مشخصه آب- خاک ماسۀ بادی منطقه جبل کندی، کانون ریزگرد غرب دریاچۀ ارومیه ارزیابی شده است. درصدهای مواد تثبیت کننده 5-10 و 15 بودند. نتایج این پژوهش بیان می‏کند که با افزایش درصد مواد تثبیت کننده، شیب منحنی مشخصه از شکل تک‌مدل به‌‌صورت دو مدل تبدیل می‏شود. به‌علاوه مقدار ورود هوا و مقدار آب باقی‌مانده با افزایش درصد مواد تثبیت کننده افزایش می‏یابد و در نتیجه منجر به افزایش ظرفیت نگه‌داشت آب می‏شود. شکل دو مدل منحنی مشخصه آب- خاک، حضور دو سطح اندازۀ حفره‌ها، به‌نام ماکرو و میکرو حفره‌های را بیان می‏کند. برای 10 و 15 درصد از مواد تثبیت‏کننده، ماکرو حفره‌های گستره وسیعی از منحنی مشخصه از 5/0 تا 100 کیلوپاسکال را نشان می­دهد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که منحنی مشخصه ماسه تثبیت شده با پلیمر و میکروارگانیسم به‌شدت به بافت و توزیع اندازه حفره‌های ماسه تثبیت‌شده وابسته است و در نتیجهتأثیر مهمی روی ویژگی‏های هیدرولیکی آن دارد. هم‌چنین میزان نگه‌داشت آب در خاک و افزایش مکش در تثبیت نمونه با پلیمر چشم‌گیرتر از تثبیت با میکروارگانیسم است. 
 

---

کنترل جابه‌جایی­های ناشی از حفاری تونل در محیط­های شهری اهمیت ویژه‌ای دارد. یکـی از دلایـل اساسـی افزایش جابه‌جایی­ها، عدم اعمال فشار مناسب در جبهه کار تونل است. این پارامتر به‌ویژه در مواردی که تونل در محیط­های شهری حفر می­شود اهمیت بیش‌تری پیدا می­کند. تعیین مقدار این فشار برای جلوگیری از تخریب جبهۀ کار و نشست زمین از یک سو و ممانعت از بالازدگی زمین از سوی دیگر بسیار مهم است. به‌طورکلی روش­های تعیین فشار جبهه کار به سه دستۀ تجربی، تحلیلی و عددی تقسیم می­شوند. فشار نگه‌داری جبهۀ کار تونل به عوامل متعددی نظیـر نوع و مشخصات مهندسی خاک از جمله مدول الاستیسیته، چسبندگی و زاویۀ اصطکاک داخلی، شرایط آب زیرزمینی، میزان روباره و سطح مقطع تونل وابسته است که در تحقیق حاضر، با کاربرد نرم‌افزار المان محدود ABAQUS به بررسی تأثیر برخی از این پارامترها بر میزان مناسب فشار جبهه کار تونل­های مکانیزه می‌پردازیم. با تحلیل مدل­های سه‌بعدی و اندازه­گیری مقادیر جابه‌جایی­های جبهه کار تونل به‌ازای مقادیر متفاوت فشار جبهه کار و پارامترهای بررسی شده، مقدار مناسب فشار نگه‌دارنده تخمین زده شده است. صحت‌سنجی روند مدل­سازی بر اساس نتایج ابزار‌بندی پروژۀ خط 2 مترو تبریز انجام یافته است. نتایج حاصل نشان­دهندۀ تأثیر چشم‌گیر مدول الاستیسیته خاک در مقدار فشار جبهه کار است و به‌عنوان الگوی کلی، با افزایش مدول الاستیسیته فشار مناسب جبهه کار کاهش می­یابد. هم‌چنین، مقادیر مناسب فشار جبهه کار به‌دست آمده با روش­های تحلیلی جانکسز-استاینر، آنگونستا-کواری و روش تجربی COB مقایسه شده است که بیش­ترین تطابق با روش  COBمشاهده شده است. لازم به ذکر است با پایین رفتن تراز آب زیرزمینی و در مدول­های الاستیسیته کم (کم­تر از 20 مگاپاسکال در پژوهش انجام شده)، رابطۀ COB فشار جبهه کار کم­تری نسبت به حالت مناسب ارائه می‌دهد که باید در محاسبات فشار جبهه کار در نظر گرفته شود.

---

خاک‌های واگرا از جمله خاک‌های مشکل آفرین است و در سازه‌های آبی نظیر سدهای خاکی و کانال‌های آبیاری باعث ایجاد صدمات و تخریب‌های موضعی بسیاری می‌شوند. از روش‌های تثبیت خاک‌های واگرا افزودن سرباره کوره‌های ذوب فلزات و آهک است. در این پژوهش، خاک رس با خمیری کم برای بهبود واگرایی، مقاومت برشی و خواص خمیری با 1 و 2 درصد آهک و سرباره با مقادیر 5/0، 1، 3 و 5 درصد وزنی ترکیب شده ‌است. نمونه‌ها به‌مدت 1 روز در دما و رطوبت ثابت نگه داشته شده و سپس روی آن آزمایش برش مستقیم، مقاومت تک‌محوری و پین هول انجام شده است. از نتایج حاصل از این آزمایش­ها مشاهده شد که با وجود واگرایی نمونه اولیه خاک با نشانه D1 در آزمایش پین هول، نمونه حاوی 2 درصد وزنی آهک و 5 درصد وزنی سرباره غیرواگرا با نشانه ND2 طبقه‌بندی شده ‌است. نتایج آزمایش برش مستقیم نشان داد که میزان چسبندگی برای نمونه‌های تثبیت شده با %1 آهک از 238/0 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع برای نمونه بدون سرباره، به‌ترتیب به 251/0، 373/0، 41/0 و 48/0 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع به‌ازای افزودن 5/0، 1، 3 و 5 درصد سرباره افزایش یافته است. هم‌چنین میزان مقاومت تک محوری برای نمونه‌های تثبیت شده با %1 آهک از 0014/1 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع برای نمونه بدون سرباره، به‌ترتیب به 0616/1، 0782/1، 2127/1 و 2246/1 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع به‌ازای افزودن 5/0، 1، 3 و 5 درصد سرباره افزایش یافت. نتایج آزمایش‌های تعیین حدود اتربرگ بیان‌گر آن است که با افزایش سرباره و آهک، حد روانی و نشانه خمیری کاهش می‌یابد و موجب بهبود خصوصیات خمیری خاک می‌‌شود. با توجه به نتایج مشاهده شده می‌توان گفت که استفاده از سرباره به‌عنوان محصول فرعی صنایع ذوب آهن به‌صورت جای‌گزین درصدی از آهک مصرفی به‌منظور کاهش پتانسیل واگرایی خاک رسی مؤثر است.
 

---

بحث دربارۀ مدل‌سازی اندرکنش خاک-گروه شمع به‌دلیل تعداد زیاد پارامترهای دخیل در آن یکی از مباحث پیچیده و البته مورد توجه محققان در سال‌های اخیر بوده است که به روش‌های مختلف به آن پرداخته‌اند. در سال‌های اخیر روش شبکۀ عصبی مصنوعی در بسیاری از مسائل مرتبط با مهندسی ژئوتکنیک از جمله مسائل مرتبط با شمع‌ها استفاده شده است. در این پژوهش پاسخ دینامیکی گروه شمع-خاک زیر یک پل تک‌پایه با درنظرگیری اثر اندرکنش خاک-سازه به‌روش تحلیلی محاسبه شد . به‌علاوه یک مدل شبکه عصبی با استفاده از مدل چند لایه پیشخور برای پیش‌بینی سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک واقع در خاک دانه‌ای در نظر گرفته شد. هم‌چنین تأثیر پارامترهای مختلف بر محاسبۀ مقدار سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک بحث و بررسی شد. در نهایت با توجه به  مقدار ضریب تبیین 99/0 و کم‌ترین میزان مربعات خطای 00000088/0 مدل شبکه عصبی ارائه شده می‌تواند یک ابزار قدرتمند برای پیش‌بینی میزان سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک و طراحی بهینۀ گروه شمع برای دست‌یابی به طول و قطر بهینۀ شمع‌ها و کاهش هزینۀ مربوط به  تجهیزات حفاری باشد.
 

---

در این پژوهش، اثر مایع­های مستغرق‌کننده آب مقطر و محلول‌های حاوی غلظت‌های 10 و 20 درصد گلیسرول بر خواص تورمی یک خاک متورم‌شونده تحت سربار ثابت، با اجرای چرخه‌های تر و خشک بررسی می‌شود. نمونه‌های خاک متراکم­شده به‌روش تراکم استاتیکی تهیه شد. چرخه‌های تر و خشک با استغراق نمونه‌ها با آب مقطر و محلول‌های 10 و 20 درصد گلیسرول در دستگاه تحکیم اصلاح­شده تحت سربار 10 کیلوپاسکال صورت پذیرفت. نتایج به‌دست­آمده نشان می‌دهد استفاده از محلول‌های گلیسرول باعث کاهش تعداد چرخه‌ها و رسیدن به حالت تعادل در زمان کوتاه‌تر در مقایسه با آب مقطر می‌شود به‌طوری‌که این روند به غلظت گلیسرول بستگی دارد. نتایج تغییرات نسبت تخلخل در مقابل درصد رطوبت، بیا‌ن‌گر به تعادل رسیدن پدیده پسماند با افزایش تعداد چرخه‌ها است. مسیرهای تورمی-انقباضی عموماً به‌صورت S است و بیش‌ترین تغییرشکل خاک بین خطوط اشباع 40 و 80 درصد رخ می‌دهد.
 

 

---

تثبیت و به‌سازی خاک یکی از روش‌های مؤثر در بهبود رفتار خاک در مهندسی ژئوتکنیک است. امروزه علاوه بر تثبیت‌کننده‌های متعارف سیمانی و آهکی، از مواد شیمیایی طبیعی معدنی نیز برای اصلاح خواص نامطلوب خاک استفاده می‌شود. در این پژوهش از زئولیت و سپیولیت به‌عنوان دو ماده افزودنی برای تثبیت خاک‌های ماسه رسی و رس ماسه‌دار و تأثیر آن بر مدول الاستیسیته و هدایت هیدرولیکی خاک استفاده شده است. به این منظور آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری روی خاک‌‌های تثبیت نشده و تثبیت شده با افزودنی­های مذکور در درصدهای 5، 10، 15، 20 و 25 و زمان‌های آنی (بلافاصله پس از اختلاط)، 7، 14 و 28 روز انجام شده و مدول الاستیسیته در شرایط مختلف آزمایش تعیین شده است. آزمایش نفوذپذیری نیز به‌دلیل بررسی اثر این دو افزودنی در درصدهای مختلف و زمان آنی انجام شده است. هم‌چنین به‌دلیل بررسی نحوۀ تأثیر مواد افزودنی بر ریزساختار خاک، عکس‌برداری SEM برای خاک تثبیت نشده و تثبیت شده با هر دو افزودنی در زمان عمل آوری‌ 28 روز انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد میزان افزایش مدول الاستیسیته در تثبیت با سپیولیت نسبت به زئولیت بیش‌تر است. به‌علاوه در هر دو افزودنی بیش‌ترین میزان افزایش مدول الاستیسیته مربوط به 25 درصد افزودنی و زمان 28 روز است. هم‌چنین میزان نفوذپذیری با افزایش هر دو افزونی کاهش می‌یابد به‌طوری‌که این میزان کاهش در سپیولیت بیش‌تر از زئولیت است. بررسی تصاویر SEM معرف تغییر در ریزساختار خاک در نتیجه افزودنی‌های مذکور است. نتیجه این‌که  تغییرات مدول الاستیسیته و هدایت هیدرولیکی خاک را می‌توان به‌وقوع واکنش‌های شیمیایی در کنار تغییرات فیزیکی نسبت داد.

---

به‌سازی خاک­های مسئله­دار در محیط­های شهری و به‌ویژه کلان‌شهرها از مهم­ترین چالش‌های مهندسان عمران است. در این پژوهش با توجه به قابلیت افزایش سطح ویژه ذرات خاک به‌وسیلۀ نانوذرات، به‌منظور به‌سازی خاک اطراف حرم مطهر رضوی در مشهد، بررسی‌های آزمایشگاهی روی ترکیبات جدیدی از نانوذرات رس و سیلیکا انجام شد که بر اساس نتایج، نسبت­های بهینه نانورس 5/2% و 5% و نسبت­های بهینه نانوسیلیکا 25/0% و 1% به‌دست آمدند، به‌طوری‌که هیبرید ساخته شده از 5% نانورس و 1% نانوسیلیکا به‌عنوان بهترین ترکیب موجب افزایش 785% ظرفیت باربری و کاهش 60% نشست خاک بررسی شد. در راستای این پژوهش، روش به‌سازی پیشنهادی جای‌گزینی مناسب برای روش­های سنتی نظیر اجرای شمع‌ بتنی مسلح، سیستم میکروپایل، جت گروتینگ و غیره در بناهای فرسوده است که علاوه بر افزایش سهولت اجرا و سرعت عملیات اجرایی، به‌میزان چشم‌گیریر با کاهش هزینه­های اجرا همراه است.

---

 در این پژوهش 23 نمونه خاک از مناطق آلوده نفتی واقع در غرب استان کرمانشاه براساس روش استاندارد، نمونه‌برداری شد و 16 گونه هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه‌ای (PAHs)، پس از تجزیه شیمیایی به‌منظور تعیین منشأ و ارزیابی ریسک زیست شناختی بررسی شدند. در این تحقیق برای تعیین منشأ از مدل فاکتور ماتریس مثبت (PMF) استفاده شد. میانگین غلظت PAHs کل در نمونه‌های خاک مناطق نفتی، 79/92 با دامنۀ 37/7 تا 67/609 میلی گرم بر کیلوگرم به‌دست آمد. نتایج نشان داد که فراوانی حلقه‌های PAHs در خاک‌های آلوده مناطق نفتی به‌صورت 3حلقه‌ای‌ها> 5+6 حلقه‌ای‌ها> 4 حلقه‌ای‌ها> 2 حلقه‌ای‌ها است. نتایج ارزیابی ریسک زیست‌شناختی نشان می‌دهد که مقادیر PAH‌ها در نمونه‌های خاک بیش‌تر از مقادیر تاأثیرات با دامنۀ کم (ERL) و هم‌چنین بیش‌تر از مقادیر تأثیرات با دامنۀ متوسط (ERM) به‌جز Pyr, Chr, BaA, BbF, BkF   و BaP است. نتایج حاصل از معادلۀ BaP_eq نشان می‌دهد که ریسک پتانسیل سرطان‌زایی PAHs در نمونه‌های خاک مناطق نفتی زیاد است، که نیاز است خطرات زیست محیطی آنها این ترکیبات بیش‌تر مورد توجه قرار گیرد.
نتایج به‌دست آمده از تجزیه و تحلیل مدل PMF، چهار منشأ برای هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای شامل سوختن زیست توده/ زغال (48/21 درصد)، احتراق وسایل نقلیه (74/13 درصد)، سوخت فسیلی/ نفت خام (84/20 درصد) و قیر و جوهر (92/43 درصد) را برای خاک‌های آلوده مناطق نفتی غرب استان کرمانشاه را نشان داد.

---

تحقیق حاضر به‌منظور بررسی تأثیر بافت و درصد کربنات کلسیم خاک‌های کربناته بر زاویۀ اصطکاک داخلی آن‌ها انجام شده است. بخش اعظم این خاک‌ها در بستر آب‌های کم‌عمق مناطق گرمسیری واقع‌ شده است. اخیراً پروژه‌های بزرگی نظیر ساخت پل‌ها، مخازن عظیم ذخیره نفت و گاز، سکوهای استخراج نفت و ساخت اسکله‌ها در سواحل و مناطق کم عمق مناطق مختلف دنیا در دست اجرا است. یکی از این مناطق در سواحل جنوبی ایران واقع شده است. نمونه‌های خاک‌های کربناته از نقاط مختلف سواحل شمالی خلیج فارس جمع‌آوری شد، سپس آزمایش‌های تعیین درصد کربنات کلسیم، تعیین اندازه دانه‌ها در سه‌بعد، زاویه‌داری، دانسیتۀ نسبی و برش مستقیم روی آن‌ها انجام شد. نتایج تحقیق نشان داد که میانگین زاویۀ اصطکاک داخلی خاک‌های کربناته بیش‌تر از خاک‌های سیلیکاته شناخته شده است. این زاویه متأثر از اندازۀ مؤثر دانه‌ها، تیز گوشگی آن‌ها و درصد کربنات کلسیم خاک‌ها است. یکی از نتایج تجربی به‌دست آمده از این تحقیق عبارت است از این‌که با افزایش اندازۀ مؤثر دانه‌ها زاویۀ اصطکاک داخلی آن‌ها کاهش می‌یابد. 
 

---

در این مقاله به بررسی پاسخ پی‌های پوسته‌ای نواری مثلثی واقع در مجاورت شیب‌های ماسه‌ای مسلح می‌پردازیم. تعدادی آزمایش بارگذاری کوچک مقیاس برای بررسی رفتار پی‌های مثلثی با زوایای راس مختلف و مقایسۀ آن با شالوده‌های تخت انجام شد. به‌علاوه، آزمایش‌ها بر پی‌های مستقر در چهار فاصله مختلف از لبه شیب و در دو حال شیب مسلح با ژئوتکستایل و شیب غیرمسلح انجام شد. بر پایۀ نتایج به‌دست آمده، ظرفیت باربری پی واقع در جوار شیب، نسبت ظرفیت باربری، ضریب بازده پی پوسته‌ای، تأثیر زاویۀ راس پی بر نشست‌های به‌وجود آمده و مکانیزم گسیختگی پی بررسی شد. علاوه بر این موارد، روابط تجربی برای محاسبۀ ظرفیت باربری پی پوسته‌ای در کنار شیب مسلح ارائه شد. بر پایه نتایج حاصل به‌خوبی مشخص شد که کاهش زاویۀ راس پی موجب افزایش ظرفیت باربری می‌شود. هم‌چنین با افزایش فاصلۀ پی از لبه شیب، ظرفیت باربری افزایش می‌یابد به‌طوری‌که در فواصل بیش از چهار برابر عرض پی، بتدریج اثر شیب بر آن قابل صرف‌نظر است. در ادامه مشخص شد که بازده استفاده از پی پوسته‌ای بجای حالت تخت، با افزایش فاصله از لبه شیب کاهش می‌یابد. البته این کاهش بازده در شیب‌های مسلح، در مقایسه با شیب غیر مسلح چشم‌گیرتر بود.
 

---

در 30 سال گذشته استفاده از شمع‌ها، مهارهای مارپیچ و به طور کلی پی‌های مارپیچ رو به رشد بوده است. مواردی همچون پذیرش این تکنولوژی در آیین‌نامه‌های بین‌المللی و داخلی هر کشور، تحقیق، پژوهش و در نهایت چاپ کتاب‌ها و مقالات فراوان در این حوزه و وجود شرکت‌های سازنده، کمیته‌ها و مجریان این تکنولوژی در گسترش و پیشرفت آن نقش بسیاری داشته است. با این وجود در بسیاری از کشورها، مخصوصا کشورهای در حال توسعه، چنین روش‌هایی با سرعت بسیار آهسته‌ای پیشرفت کرده‌اند. در این مقاله تلاش شده است مسیر پیشرفت جهانی ‌پی‌های مارپیچ با بررسی 292 مقاله از سال 1990 تا 2020 مورد ارزیابی قرارگیرد و مقایسه‌ای بین تحقیقات انجام شده انجام شود. این کار به روشن شدن موضوع کمک کرده و دامنه‌ پیشرفت تکنولوژی را مشخص می‌کند؛ از طرف دیگر جمع‌‌آوری مقالات ارزشمند در این حوزه کار را برای تحقیقات بیشتر برای سایر محققان ساده‌تر خواهد کرد. در ادامه با مشخص شدن ویژگی‌های این تکنولوژی به دلایل عدم پیشرفت این روش در کشورهای در حال توسعه پرداخته شده است. برای این منظور پرسشنامه‌ای تهیه و برای محققان، سازندگان، طراحان و مجریان پروژه‌های ژئوتکنیکی ارسال شده است. هدف از تهیه این پرسشنامه مشخص کردن مواردی همچون، نوع پروژه‌های موجود، نوع خاک محل پروژه، میزان آشنایی با تکنولوژی پی‌های مارپیچ، دلایل عدم استفاده از این روش و راه حل‌های موجود برای گسترش این روش بوده است. در نهایت پیشنهادهایی برای گسترش این روش و موضوعات نیازمند به تحقیق بیشتر ارائه شده است.
 

---

به‌تازگی به نوع خاصی از رس کائولینیت بنام متاکائولین در بتن توجه شده که نتایج جالب توجهی به دنبال داشته است. هر چندکه، در بارۀ کاربرد این مصالح در شاخه تزریق و بهسازی زمین پژوهش چندانی انجام نشده است و اثرات این ماده بر رفتار مکانیکی خاک بستر به‌خوبی مشخص نیست. هدف اصلی این تحقیق بررسی پارامتر­های مکانیکی ماسه تزریق‌شده با دوغاب حاصل از ترکیب سیمان و متاکائولین، در درصد­های مختلف با رویکرد بهبود در عملکرد آن و به‌دست آوردن نسبت بهینه استفاده از متاکائولین است. برای بررسی رفتار خاک تزریق شده با دوغاب­های سیمان-متاکائولین یک مدل آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. نمونه­ها بعد از عمل­آوری به‌مدت 14 و 28 روز تحت آزمایش­های سه­محوری با شرایط مختلف قرار گرفتند. به‌طورکلی نتایج نشان داد که متاکائولین می­تواند در پایدارسازی هر چه بیش‌تر دوغاب سیمان تزریقی در مقابل پدیده آب اندازی نقش مثبت ایفا کند. هم‌چنین با توجه به نتایج حاصل از آزمایش­ سه­محوری روی خاک ماسه­ای تزریق شده با دوغاب­های سیمان-متاکائولین مشاهده شد، جای‌گزینی درصدی از سیمان مصرفی با متاکائولین سبب همگن­تر شدن، بهبود در شکل­پذیری و نرم تر شدن رفتار پس از گسیختگی می­شود اما پارامتر چسبندگی ناحیۀ تزریق شده را در مقایسه با استفاده از سیمان خالص در دوغاب مقداری کاهش می­دهد. هم‌چنین با توجه به نتایج تحقیق حاضر و نتایج حاصل از تحقیق­های محققان پیشین مشاهده می­شود مقدار استفاده بهینه از متاکائولین در دوغاب با توجه غلظت دوغاب و شرایط محیط از قبیل تنش ­همه­جانبه تعیین می­شود و در حالت­های مختلف باید این مقدار را با روش سعی و خطا به‌دست آورد. به‌طورکلی می­توان گفت با جای‌گزین کردن درصدی از سیمان دوغاب با متاکائولین می­توان با حفظ تقریبی مقاومت فشاریِ خاک تزریق شده، شکل­پذیری (افزایش کرنش نظیر مقاومت حداکثر) را افزایش و مدول نرم‌شوندگی را کاهش می‌دهد.
 
 

---

خاک منطقه آزاد اروند خرمشهر ریزدانه چسبنده است و نمی­توان در خاکریزی‌ها از آن استفاده کرد. از طرفی مصالح مناسب برای این منظور (خاک درشت دانه) در فواصل دورتری قرار دارد که استفاده از آن مستلزم صرف هزینۀ هنگفتی است. در این راستا سعی بر بهسازی خاک منطقه با آهک و سرباره کوره فولادسازی است. در این تحقیق، بهسازی خاک ریزدانه این منطقه با افزودن آهک و سرباره بررسی شده است. بدین‌منظور بعد از نمونه‌برداری از خاک و انجام آزمایش­های شناسایی و تراکم، مقادیر متفاوتی از سرباره (10 و 20 و 30 درصد وزنی خاک) و آهک (2 و 4 و 6 درصد وزنی خاک خشک) به خاک افزوده شده و بعد از عمل آوری به مدت 28 روز، با انجام آزمایش­های تعیین حدود اتربرگ، تراکم، مقاومت فشاری تک‌‌محوری و CBR اشباع و غیراشباع، تأثیر این مواد در بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی خاک بررسی شده است. طبقه بندی خاک محل بر اساس طبقه­بندی یونیفاید، CL است و شاخص خمیری آن حدود 25 درصد و مقدار یون سولفات آن بیش از 5/0 درصد است. نتایج آزمایش­ها نشان می‌دهد که با افزودن سرباره و آهک در مقادیر مختلف به خاک منطقه، خواص فیزیکی و مکانیکی خاک به‌طور چشم‌گیری بهبود می­یابد، به‌طوری‌که شاخص خمیری خاک کاهش یافته و مقاومت فشاری و مقدار CBR افزایش می­یابد. هم‌چنین در آزمایش تراکم وزن مخصوص خاک افزایش و درصد رطوبت بهینه کاهش می‌یابد. نتایج نشان می­دهد که تأثیر آهک بر خاک رس نسبت به سرباره زیادتر است و سرباره در مقادیر کم‌تر از 35 درصد تأثیر چشم‌گیری در مقاومت فشاری خاک ندارد. اگرچه در نتایج آزمایش­های CBR غیراشباع در مقادیر سرباره بیش از 20 درصد، افرایش چشم‌گیری در باربری دیده می‌شود. براساس پژوهش‌های قبلی، به‌دلیل وجود یون سولفات نسبتاً زیاد در خاک، استفاده از آهک به تنهایی مناسب نبوده و سرباره می‌تواند علاوه بر بهبود فیزیکی شرایط خاک، به‌صورت شیمیایی از تشکیل کانی­های حجیم در اثر واکنش آهک با سولفات خاک (مثل کانی اترینگیت) جلوگیری کند.

---

از عمده‌ترین دلایل اهمیت شناخت دقیق رفتار کائولین‌های متراکم شده آن است که عمده لایه‌های رویی پهنه‌های زمین‌شناختی تشکیل‌دهندۀ این نوع خاک به‌صورت غیراشباع در طبیعت یافت می‌شوند و با شناسایی این نوع خاک در یک منطقه می‌توان تمهیدات  لازم را برای مقابله با خرابی‌های احتمالی اندیشید. در خاک‌های غیراشباع از دو متغیر حالت تنش (تنش میانگین و مکش ماتریسی) استفاده می‌شود و مدل‌های موجود مکانیک خاک، قابلیت شبیه‌سازی رفتار پیچیده خاک‌های غیراشباع در حالت‌های مختلف بارگذاری نیرویی و محیطی (یعنی تغییرات مکش) را دارند. ولی در مقایسه با واقعیت موجود رفتار خاک، این مدل‌ها قادر به پیش‌بینی دقیق رفتار خاک‌های غیراشباع نیستند. در این پژوهش، سعی شده است با بررسی تفضیلی مدل رفتاری پایه بارسلونا به‌عنوان یک مدل ساختاری خاک غیراشباع، نقاط ضعف این نوع مدل شناسایی شده وبا انجام شبیه‌سازی کامپیوتری، فرمول‌بندی کامل مدل پایه خاک غیراشباع بارسلونا براساس مکانیک خاک حالت بحرانی و با استفاده از روش تفاضل محدود، پیاده‌سازی شوند و در ادامه رفتار این نوع خاک به‌صورت محیط متخلخل سه فازه شبیه‌سازی و با شرایط واقعی صحت‌سنجی شود. به‌منظور دست‌یابی به انطباق بهتر این مدل با واقعیت، تحلیل محاسباتی انجام شده است و با‌ در ‌نظر گرفتن نسبت بیش تحکیمی در معادلات تسلیم مدل پایه بارسلونا، مدل تکمیل شده پیشنهادی در یک پروژه عملی بهسازی با اختلاط عمیق خاک به‌منظور کنترل نشست به‌کار گرفته شده‌ است. در این تحقیق مشاهده شد در کائولین‌های متراکم، مسیرهای تنش در مطالعات آزمایشگاهی و تحلیل عددی انجام شده در این پژوهش هم‌خوانی خوبی با یک‌دیگر دارند، از این‌رو مدل پیشنهادی می‌توانند در پیش‌بینی دقیق‌تر رفتار خاک‌های غیراشباع در مهندسی ژئوتکنیک و به ویژه خاکریزهای مهندسی به‌کار گرفته شود. هم‌چنین نتایج حاصل از استفاده از این مدل در کنترل نشست با بهسازی خاک به روش  اختلاط عمیق نتایج دقیق‌تری در مقایسه با واقعیت نشان می‌دهد

 

---

در مناطق صنعتی ساحلی، علاوه بر وجود خاک سست اشباع، حمله سولفاتی به المان‌های بهسازی خاک از نوع خاک-سیمان به‌عنوان یک مشکل مضاعف مطرح است. استفاده از سیمان ضد سولفات تیپ پنج به‌عنوان روشی کاهندۀ اثرات تخریبی مربوط توصیه ‌شده است. با توجه به منابع محدود تولیدکننده این نوع سیمان، اولاً تعیین رابطه بین عیار سیمان مصرفی و مقاومت حاصل در محیط‌های سولفاته از سؤالات مهم مهندسی در این زمینه است و ثانیاً به‌عنوان گزینه‌ای جای‌گزین، استفاده از سیمان تیپ دو که در دسترس‌تر است در ترکیب با افزودنی‌های دیگر موردتوجه قرار می‌گیرد. تحقیق حاضر دو هدف مذکور را با ساخت نمونه‌های استوانه‌ای خاک-سیمان با ماسه، آب و سیمان‌های پرتلند ضد سولفات دنبال می‌کند. سولفات سدیم به‌عنوان سولفات موجود در خاک و آب استفاده شده است. در این تحقیق، اولاً رابطۀ عیار سیمان تیپ پنج و مقاومت تک‌محوری خاک-سیمان در سولفات 0% تا 5% به‌دست آمده است  که نشان می‏دهد عیار 400 کیلوگرم بر مترمکعب به شکل مناسبی افت مقاومت را در سولفات 2% کاهش می‏دهد. ثانیاً ، ترکیب سیمان تیپ دو با کلرید و هیدروکسید باریم آزموده شده است. نتایج حاکی از آن است که ترکیب سیمان تیپ دو با کلرید و هیدروکسید باریم، مقاومت‌های بیش‌تری، به‌ترتیب حدود 7/2 تا 3/3 برابر (در 362 روز) نسبت به خاک-سیمان حاوی سیمان تیپ پنج نتیجه می‌دهد؛ هم‌چنین مشاهده می‌شود که افزودنی هیدروکسید باریم در مقایسه با کلرید باریم (با همان نسبت اختلاط) بهتر توانسته است اثرات منفی سولفات بر مقاومت را کاهش دهد.

---

خاک­های رسی به دلیل کاهش شدید مقاومت و قابلیت افزایش حجم در اثر جذب رطوبت، به عنوان یکی از خاک­های مسئله­دار در کارهای مهندسی و عمرانی مطرح می­باشند. امروزه از نانو مواد همچون نانو رس در جهت بهسازی و تثبیت خاک های رسی استفاده می­شود. از سوی دیگر، حجم روز افزون نخاله­های حاصل از تخریب ساختمان­ها از جمله ذرات و قطعات سنگ مشکلات فراوانی را از نظر زیست محیطی در شهرهای بزرگ به وجود آورده­اند. 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 می­باشد. در این تحقیق، نانو رس و پودر سنگ آهک در دو حالت جداگانه و ترکیبی با درصدهای 5 و 10 با خاک رس مخلوط شده­اند. عمل آوری بر روی نمونه­های 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 آزمون­های آزمایشگاهی حدود آتربرگ، تراکم، تک محوری، برش مستقیم (تحت اثر تنش­های قائم 1، 2 و 3 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) انجام گرفته است. نتایج نشان می­دهد 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.  





 

---

تثبیت و تسلیح خاک‌ها از دیرباز نقش مهمی در علوم عمرانی به خصوص در علم ژئوتکنیک ایفا کرده‌است و با گذشت زمان، نیاز به زمینی مقاوم‌تر و با ثبات‎‎‎‎‌تر برای تحمل بارهای ثقلی و نیروهای برشی بیشتر، اهمیت ویژه‌ای پیدا کردند. هم‌چنین در سال‌های اخیر با ورود محیط‌زیست به صنعت و ساخت و ساز، با هدف کاهش اثرات زایدات صنعتی و نخاله‌های ساختمانی بر محیط زندگی افراد و حفظ آن برای آیندگان، باعث کاهش هزینه های اقتصادی پروژه ها نیز می‌گردد. در این پژوهش به تسلیح خاک دانه‌ای در دو حالت سست و نیمه متراکم با استفاده از مواد زایداتی با نام کامل اتیلن-وینیل استات(EVA) پرداخته شده است.آزمایشات بدون افزودن رطوبت و به شیوه درصد وزنی، با استفاده از دستگاه CBR صورت گرفته‌است. نتایج نشان می‌دهد مقاومت خاک با استفاده از این مواد به طور قابل توجهی افزایش پیدا کرده و با کاهش وزن مخصوص خاک، تاثیر این مواد بر روی خاک بیشتر می‌شود. هم‌چنین مقدار بهینه خاک درحالت سست و نیمه متراکم به ترتیب 2% افزودنی و 1% افزودنی می‌باشد.
 

---

---

در این کار پژوهشی امکان بهسازی خاک رسی آلوده به محلول گلیسرول با استفاده از MgO مورد بررسی قرار گرفت. برای آلوده کردن خاک از محلول 50% گلیسرول که در درصدهای وزنی 4، 8 و 12% به خاک اضافه شده بود، استفاده گردید. آزمایش­های حدود اتربرگ، تراکم، مقاومت تک­محوری و عکس­برداری SEM روی نمونه­های خاک طبیعی، آلوده و بهسازی شده با MgO در درصدهای وزنی 5، 8 و 12% صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که افزودن محلول گلیسرول به خاک سبب کاهش حدود اتربرگ، درصد رطوبت بهینه و مقاومت تک­محوری و افزایش وزن واحد حجم خشک بیشینه در مقایسه با خاک طبیعی می­شود. تغییرات این پارامترها تابعی از درصد آلاینده بوده به­گونه­ای ­که هر چه درصد آلاینده بیشتر باشد، تغییرات بیان شده بیشتر می­شود. با اضافه کردن MgO به خاک طبیعی و آلوده، افزایش مقادیر حدود اتربرگ و مقاومت تک­محوری نمونه­ها مشاهده شد که این افزایش در نمونه­های مقاومتی تابعی از درصد MgO و زمان عمل­آوری می­باشد. همچنین نتایج عکس­برداری SEM نشان­دهنده تغییر ساختار خاک و فولکوله­تر شدن ذرات آن در مقایسه با خاک طبیعی با اضافه کردن محلول گلیسرول به خاک می­باشد.

---

خاک مارن، خاکی مساله‌دار است که در بسیاری از مناطق ایران به خصوص شهر قم گستردگی قابل توجهی دارد. به منظور ساخت و ساز بر روی خاک های مارن، لازم است تا قبل از ساخت، بهسازی این خاک‌ها با روش‌های موجود انجام شود. امروزه یکی از روش‌های رایجی که به منظور بهسازی خاک‌های مارنی مورد توجه قرار گرفته است، بهسازی با افزودنی‌های مختلف است. در این مقاله اثر متقابل سیمان و سرباره مس بر پارامتر‌های ژئوتکنیکی خاک مارن شهر قم مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله، از سیمان پرتلند تیپ دو و سرباره مس مصرفی از کارخانه ذوب مس تهران به عنوان تثبیت‌کننده خاک مارن استفاده شده است. نمونه‌ها با استفاده از منحنی تراکم در درصد تراکم‌های 95 و 90 درصد و با رطوبت‌های سمت خشک و سمت تر منحنی تراکم ساخته شده و افزودنی‌ها به میزان 5 و 10 درصد وزن خشک خاک با نسبت آب به افزودنی 44 درصد به آن اضافه شده‌اند و نمونه ها در دو زمان عمل‌آوری 7 و 28 روز تحت آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری قرار گرفته‌اند. همچنین درادامه به منظور بررسی و تحلیل ریز‌ساختاری نمونه‌های بهسازی شده با سیمان و سرباره مس، نمونه‌ها با استفاده از آزمایش‌های XRD و SEM مورد تحلیل قرار گرفته‌اند. نتایج بدست آمده از آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری نشان می‌دهد که افزودن سیمان به تنهایی باعث افزایش مقاومت فشاری خاک می‌شود اما افزودن سرباره مس به تنهایی تغییر چندانی در مقاومت فشاری خاک به همراه ندارد. این در حالیست که با افزودن پنج درصد سیمان، با افزایش مقدار سرباره‌ی مس، مقاومت نمونه‌ها کاهش خواهد یافت، اما با اضافه کردن 10 درصد سیمان، افزایش مقدار سرباره‌ی مس منجر به افزایش مقاومت نمونه‌ها خواهد شد. نتایج بدست آمده از آزمایش های XRD و SEM نشان می‌دهد که با افزودن سیمان و سرباره مس به خاک مارن، اندازه ذرات افزایش می‌یابد و ساختار متراکم در خاک تثبیت شده ایجاد می‌شود که البته افزایش اندازه ذرات در درصد‌های مختلف سیمان و سرباره مس، تفاوت چندانی با یکدیگر ندارد. حد روانی نمونه‌ها نیز با افزایش درصد سیمان افزایش یافته و افزایش درصد سرباره مس باعث کاهش حد روانی می‌شود.