مطالعه تاثیرآلودگی نفت گاز بر رفتار برشی خاک‌های درشت‌دانه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 زمین شناسی مهندسی دانشگاه تهران

2 دانشیار دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه قم

3 دانشجوی دکتری مهندسی ژئوتکنیک دانشگاه قم

چکیده

امروزه تغییر ویژگی­های ژئوتکنیکی خاک در نتیجه آلودگی بوسیله مواد نفتی به عنوان یکی از چالش­های مهندسین ژئوتکنیک مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه در نظر است با انجام یک سری آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس روی خاک­های درشت دانه شنی آلوده به نفت گاز، تاثیر این آلودگی بر پارامترهای مقاومت برشی و رفتار برشی آنها مورد بررسی قرار گیرد. بر این اساس آزمایش­های برش مستقیم بزرگ مقیاس (30×30 سانتیمتر) در شن خوب دانه‌بندی شده رس­دار در درصد آلودگی‌های 0، 3، 6، 9 و 12 در دو سطح تنش قائم مختلف (معرف اعماق کم و زیاد) و در دو حالت تراکمی متفاوت انجام گرفته است.
نتایج نشان می­دهد در خاک با تراکم کمتر (وزن واحد حجم 17 کیلونیوتن بر متر مکعب)، با افزایش آلودگی زاویه اصطکاک داخلی ابتدا کاهش و سپس در حد معینی ثابت می­ماند. در حالی که در خاک با تراکم بیشتر (وزن واحد حجم 19 کیلونیوتن بر متر مکعب) با افزایش آلودگی، مقدار زاویه اصطکاک داخلی ابتدا ثابت و سپس به مقدار معینی کاهش و نهایتا ثابت می­ماند. همچنین افزایش آلودگی بیش از 9% تاثیری در مقدار زاویه اصطکاک داخلی خاک ندارد. از نقطه نظر چسبندگی خاک نیز در هر دو حالت تراکمی، با افزایش آلودگی (تا 9%) تا حد معینی افزایش می­یابد و بعد از آن ثابت می­ماند. همچنین علی رغم تغییر مقدار زاویه اتساع با درصد آلودگی، در هر دو حالت تراکمی و در سطوح تنش مختلف، رفتار کلی انقباضی یا انبساطی خاک ثابت می­ماند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study on the effects of gasoil on shear behavior of coarse grained soils

نویسندگان [English]

  • Ali M. Rajabi 1
  • Mahdi Khodaparast 2
  • Masood Shokri 3
1 Engineering Geology, university of Tehran
2 Associate Professor, Civil Engineering Department, University of Qom,
3 Ph.D. Candidate, Civil Engineering Department, University of Qom
چکیده [English]

Nowadays, change in geotechnical properties of the soil by oil pollution is one of the challenges of geotechnic engineers. In this study, thre effect of gas-oil pollution on shear strength parameters and shear behavior of the grawelly soil will be studied with a series of large scale direct shear tests. So large scale direct shear test (with box size of 30cm×30cm) is performed in well graded clayey grawel and pollution percent of 0, 3, 6, 9 and 12 with two level of normal stress (presentative of the low and high depth) and two compaction state.
The results show that the friction angel increases with increasing pollution fistly, then remains in constant amount for the soil with less compaction (unit weight of 17 KN/m3). While for the soil with more compacted (unit weight of 19 KN/m3), it is constant at first, then decreases and finally remains in constant amount. Also increasing more than 9% in pollution has no effect on friction angel. Soil cohesion increases firstly and then remains in constant amount with increasing pollution for both of compaction state. Also despite changing dilation angel with pollution percent, general expansion and contraction behavior of the soil remains costant for both compaction states and different levels of normal stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gas-oil
  • Grawelly soil
  • Cohesion
  • Friction angel
  • Dilation angel

حمیدی، ا.، 1390. بررسی خصوصیات تحکیمی خاک­های رسی آلوده به سیال آلی، نشریه مهندسی عمران شریف، دوره 29-2، شماره 2، صفحه 25-39.

محمدی اکبرآبادی، م.، یثربی، ش.، خوش­نشین لنگرودی، م.،1389. بررسی تاثیر آلودگی نفت خام بر برخی از ویژگی‌های ژئوتکنیکی خاک ماسه‌ای، پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران، مشهد، ایران.

میرزا علی محمدی، ع.، جیریایی شراهی، م.، 1394. تاثیر زاویه اتساع خاک بر میزان مقاومت و تغییر شکل­های آن، دومین کنفرانس ملی مکانیک خاک و مهندسی پی، قم، ایران.

نورزاد، ع.، قاسم زاده، ح.، 1390. بررسی خواص مکانیکی خاکهای آلوده به نفت خام، پایان­نامه کارشناسی ارشد عمران مکانیک خاک و پی، دانشگاه صنعت آب و برق شهید عباسپور، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست.

Adeoye, O., Olatokunbo, O., Ademola, A., 2015. Effect of Crude Oil Contamination on the Index Properties, Strength and Permeability of Lateritic Soil, New York Science Journal; 8(10).

Akinwumi, I.I., Diwa, D., Obianigwe, N., (2014). “Effects of crude oil contamination on the index properties, strength and permeability of lateritic clay”, Int. Journal of Applied Sciences and Engineering Research, ISSN 2277 – 9442, Vol. 3, Issue 4.

Al-Sanad, H.A., Eid, W.K., Ismael, N.F., 1995. Geotechnical Properties of Oil-Contaminated Kuwaiti Sand, Journal of Geotechnical Engineering.

Bolton, M.D., 1986. The strength and dilatancy of sands, Géotechnique, 36(1), 65-78.

Bolton, M.D., 1987. The strength and dilatancy of sands”, Discussion. Géotechnique, 37(1), 219-226.

Evgin, E., Das, B., 1992. Mechanical Behavior of an Oil-Contaminated Sand, Environmental Geotechnology, Usmen & Acar (eds), Balkema, Rotterdam.

Ebadi, T., 2013. The Effect of Oil Contamination on the Geotechnical Properties of Fine Grained Soils, Soil and Sediment Contamination, an International Journal, Vol. 21, No. 5, pp: 655-671.

George, S., Aswathy, E., Sabu, B., Krishnaprabha, N., George, M., 2014. Study on Geotechnical Properties of Diesel Oil Contaminated Soil, International Journal of Civil and Structural Engineering Research ISSN 2348-7607 (Online) Vol. 2, Issue 2, pp: (113-117).

Haeri, S.M., Hamidi, A., 2005. Steady state and liquefaction characteristics of gravely sands, Geotech.

Jia, Y.G., 2009. Case Study on Influences of Oil Contamination on Geotechnical Properties of Coastal Sediments in the Yellow River Delta, Proc. of Int. Symp. on Geo-environmental Eng., ISGE, Hangzhou, China.

Khamehchiyan, M., Charkhabi, A.H., Tajik, M., 2007. Effects of Crude Oil Contamination on Geotechnical Properties of Clayey and Sandy soils, Engineering Geology, Vol. 89, pp: 220–229.

Naeini, S.A., 2014. Effect of Oil Contamination on the Liquefaction Behavior of Sandy Soils, World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Environmental, Ecological, Geological and Mining Engineering, Vol. 8, No. 5.

Nasr, A., 2009. Experimental and Theoretical Studies for the Behavior of Strip Footing on Oil-Contaminated Sand, J. Geotech. Geoenviron. Eng., 10.1061/ (ASCE) GT.1943-5606.0000165, pp: 1814-1822.

Nazir, A.K., 2011. Effect of Motor Oil-Contamination on Geotechnical Properties of Over-Consolidated Clay, Alexandria Engineering Journal, Vol. 50, pp: 331–335.

Otunyo, A.W., 2010. Reduction of the Shear Strength of Soils in the Niger Delta Area of Nigeria Due to Crude Oil Production, Nigerian Journal of Technology, Vol. 29, No. 2.

Rahman, Z.A., Hamzah, U., Taha, M.R., 2010. Influence of Oil Contamination on Geotechnical Properties of Basaltic Residual Soil, American Journal of Applied Sciences 7 (7): 954-961.

Rasheed, Z.N., Ahmed, F.R., Jassim, H.M., 2014. Effect of crude oil products on the geotechnical properties of soil, WIT Transactions on Ecology and The Environment, Vol 186.

Rehman, H., 2007. Geotechnical Behavior of Oil-Contaminated Fine-Grained Soils, EJGE.

Shin, E.C., Das, B.M., 2001. Bearing Capacity of Unsaturated Oil-Contaminated Sand, the International Society of Offshore and Polar Engineers.

Simoni, A., Houlsby, G.T., 2006. The direct shear strength and dilatancy of sandgravel mixtures, Geotech. and Geol. Engrg., 24(3), 523-549.