تاثیر باران اسیدی بر خصوصیات مکانیکی خاک ماسه ای تثبیت شده با سیمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد زلزله، پژوهشگر گروه تخصصی شهید رجایی

2 پژوهشگر گروه تخصصی شهید رجایی،تهران ایران

10.22075/jtie.2020.19587.1438

چکیده

وجود ترکیبات ‌آلوده، حاوی نیتروژن ‌وگوگرد‌ دراتمسفر، ‌pH باران طبیعی را کاهش‌داده و به آن خاصیت اسیدی می‌دهد. باران اسیدی به‌عنوان یک آلاینده، می‌تواند آثار مخربی برخاک داشته‌باشد. به منظور تثبیت انواع مختلف ‌خاک، از مصالح و مواد‌ طبیعی و شیمیایی فراوانی استفاده می‌شود. دراین پژوهش، به بررسی تاثیر باران‌ اسیدی بر رفتار مکانیکی خاک ‌ماسه‌ای تثبیت‌شده با سیمان پرداخته‌ شده‌است. در ابتدا سیمان با درصدهای ‌3%، 5% و7% به خاک‌ ماسه‌ای اضافه‌شد و نمونه‌ها پس از اشباع‌شدن در محلول‌‌‌هایی شامل مقادیر pH برابر با 1، 3، 5 و 8/7 مورد آزمایش قرارگرفتند.
نتایج مطالعه‌ نشان می‌دهد، افزایش درصد سیمان، موجب افزایش درصد رطوبت بهینه، بیشینه وزن‌ مخصوص خشک، مقاومت برشی، مدول ‌سکانت (E50)‌ و‌ پارامترهای مقاومت برشی نمونه‌ها شده‌است.‌ درحالی‌که اسیدی‌شدن محیط،‌ مدول‌سکانتی، چسبندگی و زاویه‌اصطکاک داخلی نمونه خاک را کاهش می‌دهد. همچنین، بر اساس نتایج به دست‌آمده، مشاهده شد، افزایش پارامترهای مقاومت برشی در اثر افزایش مدت‌زمان عمل‌آوری و کاهش اسیدیته محیط، ‌در نمونه‌های تثبیت‌شده با سیمان نسبت به آهک، ‌نمود بیشتری دارد.‌ در نهایت با استفاده از پردازش تصاویر و تهیه تصاویر باینری از نمونه‌ها، تاثیر pH و مقدار درصد سیمان، بر چسبندگی بین دانه‌های ماسه و سیمان بررسی شده‌است، که نتایج نشان می‌دهد افزایش اسیدیته و کاهش درصد سیمان، چسبندگی ایجاد‌شده بین دانه‌های ماسه توسط ذرات سیمان را به شدت کاهش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of acid rain on mechanical properties of sandy soil stabilized with cement

نویسندگان [English]

  • behzad haseli 1
  • omid kheiri 2
1 Msc earthquake engineering, researcher shahid rajaie technical group
2 Researcher shahid rajaie technical group
چکیده [English]

The everyday increase in population, the increase in the activity of industrial factories and workshops, and the expansion of transportation system lead to the release of metal pollutants and acid-forming compounds, such as nitrogen and sulfur, into atmosphere. The presence of these polluted compounds in atmosphere lowers the natural rain pH and gives it an acidic property. Acid rain, as one of the sources of soil pollution, has devastating effects on soil. A variety of natural and chemical materials are used to stabilize different types of soil. In the present study, the effect of acid rain on mechanical behavior of cement-stabilized sandy soil is investigated. Primarily, the cement was added to the sandy soil, with percentages of 3%, 5% and 7%, and then the samples were tested after saturation in solutions with pH values of 1, 3, 5 and 7.8.
The results show that the increase in cement percentage enhances the optimum moisture, maximum specific dry weight, shear strength, Secant modulus (E50), and shear strength parameters of samples. Nonetheless, the acidification of environment reduces the Secant modulus, cohesion, and internal friction angle of soil. The results indicate that the decrease in uniaxial compressive strength and Secant modulus, due to the acidification of environment, are more pronounced with higher percentages of cement. According to the results, the increase in shear strength parameters, due to the increase in curing time and decrease in environmental acidity, is more significant in cement-stabilized samples than lime-stabilized ones. Finally, the effect of pH and cement on the cohesion between sand and cement particles was investigated using image processing and getting binary images from samples, the results of which revealed that the increase in acidity and the reduction of cement percentage drastically reduces the cohesion between sand and cement particles.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Acid rain
  • Cement
  • secant modulus
  • Shear strength
  • Image processing

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 18 اردیبهشت 1399
  • تاریخ دریافت: 09 بهمن 1398
  • تاریخ بازنگری: 12 اسفند 1398
  • تاریخ پذیرش: 18 اردیبهشت 1399