ارزیابی تاثیر نانو ایلیت بر تراکم پذیری و حدود آتربرگ خاک لس (رس سیلتی)، شهرستان گنبد کاووس (استان گلستان)

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد گنبدکاوس، گنبدکاوس

2 استادیار گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم‌پایه، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد

3 کارشناس‌ارشد مهندسی ژئوتکنیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تنکابن، تنکابن

4 کارشناس‌ارشد مهندسی عمران، موسسه آموزش عالی شمس گنبدکاوس، گنبدکاوس

چکیده

خاک­های لسی (رس سیلتی CL-ML) از مهم­ترین خاک­های مسئله­دار هستند که باعث مخاطرات زمین­شناسی مختلفی در سطح جهان و به ویژه کشور ایران شده­اند. بنابراین ضرورت ایجاد می­کند برای کاهش مخاطرات زمین­شناسی اینگونه خاک­ها، تغییراتی در خصوصیات ژئوتکنیکی آن­ها صورت گیرد. هدف از پژوهش حاضر تاثیر نانوایلیت بر خصوصیات ژئوتکنیکی خاک لس شامل حدود آتربرگ و تراکم­پذیری است. به این منظور یک نمونه خاک لس از شهرستان گنبدکاووس استان گلستان تهیه و آزمایش­های ژئوتکنیکی شامل حدود آتربرگ و تراکم روی آن انجام شد. آزمایش­ها در نمونه­های خاک با درصدهای 5/0، 1، 5/1، 2، 3، 4، 5 و 8 نانوایلیت صورت گرفت. نتایج نشان می­دهد که در آزمایش حدود آتربرگ، حد خمیری از 19 درصد (بدون نانوایلیت) به 36 درصد (در 8 درصد نانوایلیت) و حد روانی از  26 درصد (بدون نانوایلیت) به 40 درصد (با 8 درصد نانوایلیت) افزایش پیدا کرده­اند. همچنین در آزمایش تراکم حداکثر وزن واحد حجم خشک از 97/1 گرم بر سانتی­متر مکعب (بدون نانوایلیت) تا 99/1 گرم بر سانتی­متر مکعب (در 2 درصد نانوایلیت) افزایش و پس از آن به 96/1 گرم بر سانتی­متر مکعب (در 4 درصد نانوایلیت) کاهش، در صورتی که رطوبت بهینه به طور پیوسته با افزایش مقدار نانوایلیت از صفر به 4 درصد به ترتیب از 12 تا 9/12 درصد افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the effect of nano-illite on compressibility and Atterberg limits of loess soil (silty clay), Gonbad Kavous Kavous city (Golestan province)

نویسندگان [English]

  • R. Yazarloo 1
  • A. Jamshidi 2
  • M. Azizi 3
  • S. A. Amanzadeh 4
1 Assist. Prof., Dept., of Civil Engineering, Islamic Azad University, Gonbad Kavoos Branch, Gonbad Kavoos
2 Assist. Prof., Dept., of Geology, Faculty of sciences, Lorestan University, Khoramabad
3 M. Sc., Geotechnical Engineering, Tonekabon Branch, Islamic Azad University, Tonekabon
4 M. Sc., Civil Engineering, Shams Higher Education Institute Gonbad Kavoos, Gonbad Kavoos
چکیده [English]

Loose soils (CL-ML silty clays) are one of the most important problematic soils that have caused various geological hazards in the world, especially in Iran. Therefore, in order to reduce the geological hazards of such soils, it is necessary to make changes in their geotechnical properties. The aim of the present study is to investigate the effect of nano-illite on the geotechnical properties of loess soil including Atterberg limits and compressibility. For this purpose, a loose soil sample was prepared from Gonbad Kavous city of Golestan province and geotechnical tests including Atterberg limits and compaction were performed on it. Tests were performed on soil samples with percentages of 0.5, 1, 1.5, 2, 3, 4, 5 and 8 nano-ilite. The results show that in the Atterberg limits test, the plastic limit is from 19% (without nano-illite) to 36% (in 8% nano-illite) and the liquid limit is from 26% (without nano-illite) to 40% (with 8% nano-illite) have increased. Also, in the compaction test, the maximum dry unit weight increased from 1.97 g /cm3 (without nano-illite) to 1.99 g /cm3 (in 2% nano-illite) and then decrease to 1.96 g /cm3 (in 4% nano-illite), while the optimum moisture has continuously increased from 12 to 12.9% in 0 to 4% nano-illite, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Loess soil
  • Nano-illite
  • Compressibility
  • Atterberg limits
به­روز­ساروکلایی، آ (1392) بررسی ویژگی­های رفتاری و مقاومتی خاک­های لسی تثبیت شده با نانومواد، مطالعه موردی لس گرگان، پایان­نامه کارشناسی­ارشد دانشگاه صنعتی اصفهان دانشکده مهندسی عمران.
خسروانی، ع.، قربانی، ع (1397) بررسی اثر نانورس بر خواص مهندسی خاک­های چسبنده، ششمین کنگره ملی مهندسی عمران.
رضایی، ح (1392) بررسی اثر تراکم دینامیکی و بارهای استاتیکی بر مقاومت برشی لس­های استان گلستان، رساله دکتری رشته زمین­شناسی مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد.
طبرسا، ع. ر (1397) تأثیر افزودن نانورس روی رفتار ژئوتکنیکی خاک­های ریزدانه نرم، نشریه زمین­شناسی مهندسی، جلد 11، شمارۀ 2، ص 246-225.
غفاری، س.، دبیری، ر (1400) مطالعه تاثیر نانورس و پودر سنگ­آهک بر ویژگی­های ژئوتکنیکی خاک­های رسی شرق تبریز، نشریه زمین­شناسی مهندسی، جلد 15، شمارۀ 3 (در دست چاپ).
قاضی، ح (1389) بررسی تأثیر مصالح در ابعاد نانو بر خواص مهندسی-ژئوتکنیکی خاک، پایان­نامه دانشگاه علم و صنعت، دانشکده مهندسی عمران.
قاضی­زاده، ش (1392) بررسی رفتار هیدرومکانیکی و برشی خاک­های فروریزشی با استفاده از دستگاه سه­محوری با قابلیت اعمال و کنترل مکش ساختاری، مطالعه موردی لس گرگان، پایان­نامه کارشناسی­ارشد دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده مهندسی عمران.
محمدزاده ثانی، ا.، عربان ، م.، خداپرست حقی ، ا.، جمشیدی چناری، ر (1398) تأثیر نانورس بر روی خصوصیات ژئوتکنیکی ماسه­های رس­دار، چهارمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک ایران.
ASTM D 698-78 (2007) standard test method for compaction test in laboratory.
ASTM D 4318-87 (2007) standard test method for Liquid Limit, Plastic Limit and Plasticity Index of soils.
Bahmani, S. H., Haut, B., Asadi, A., and Farzadnia, N (2014) Stabilization of residual soil using SiO2 nanoparticles and cement. Construction and Building Materials Journal, 64: 350-359.
Burton, C (2009) Silica sol for rock grouting, Laboratory testing of strength, fracture behaviour and hydraulic conductivity. Tunneling and Underground Space Technology, 24: 603- 607.
Gallagher, P. M., Conlee, C. T., and Rollins, K. M (2007) Full-Scale Field Testing of Colloidal Silica Grouting for Mitigation of Liquefaction Risk. ASCE_1090-0241, 133:2_186.
Lambe, T. W., and Whitman, R. V (2007) Soil Mechanics. John Wiley & Sons. in measurement and modeling of soil behavior, ASCE.
Lashkaripour, G.R., and Ghafoori, M (2019) Engineering Geology Criteria for Evaluation and Classification of Loess in Golestan Province. Journal of Basic and Applied Scientific Research,  23: 165–176.
Lin, D. F., Lin, K. L., Hungc, M. J., and Luoa, H. L (2007) Sludge ash/hydrated lime on the geotechnical properties of soft soil. Journal of Hazardous Material,145: 58-64.
Majeed, Z. H., and Taha, M. R (2011) Effect of nanomaterial treatment on geotechnical properties of a penang soil. Journal of Asian Scientific Research, 2: 587-592.
Patricia, M., Yuanzhi, L., and Gallagher, P (2007) Meter Column Testing of Colloidal Silica Transport through Porous Medium, Innovations in Grouting and Soil Improvement (GSP 136), Proceedings of the Sessions of the Geo-Frontiers, Austin, Texas, USA.
Zhang, G., Germaine, J. T., Whittle, A. J., and Ladd, C (2004) Index properties of a highly weathered old alluvium. Geotechnique, 54: 441-451.
Zhang, G (2007) Soil Nanoparticles and Their Influence on Engineering Properties of Soils. Advances in measurement and modeling of soil behavior, ASCE.