بررسی تأثیر چرخه‌های انجماد – آب شدن بر خاک‌های بهسازی شده با آهک زنده در منطقه فقیره، همدان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

چکیده

هدف از این پژوهش بررسی تأثیر آهک بر روی خاک‌های باقیمانده محدوده جنوبی روستای فقیره در جنوب شهر همدان است. منطقه مورد مطالعه در دامنه کوه‌های الوند و کیوارستان در جنوب شهر همدان قرار دارد. توپوگرافی منطقه به صورت تپه‌ماهوری بوده و از واحدهای سنگی هوازده تشکیل شده ‌است. به منظور بررسی اثر آهک بر خاک های مورد مطالعه، مقادیر وزن واحد حجم خشک حداکثر، رطوبت بهینه، pH خاک و مقاومت فشاری تک محوری خاک های بهسازی شده با درصدهای مختلف آهک تعیین گردیدند. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که افزایش درصد آهک و دوره عمل‌آوری، باعث افزایش رطوبت بهینه و کاهش وزن واحد حجم خشک حداکثر شده و همچنین خصوصیات مقاومتی خاک بهسازی شده را افزایش می‌دهد. با توجه به نتایج حاصل، درصد آهک بهینه 5% و 7% و زمان عمل‌آوری برای بهسازی خاک‌های منطقه فقیره همدان 28 روز به دست آمده است. سپس تأثیر چرخه‌های انجماد – آب شدن به وسیله‌ی آزمایش‌های مقاومت فشاری تک محوری، برش مستقیم، افت وزنی ناشی از یخبندان و تعیین تورم نمونه‌ها بررسی گردید. نتایج به دست آمده نشان دهنده کاهش مقاومت فشاری تک محوری در چرخه‌های انجماد – آب شدن می‌باشد. در این راستا چسبندگی نمونه‌ها کاهش و زاویه اصطکاک داخلی نمونه‌ها افزایش می‌یابد و همچنین افت وزنی و تورم ناشی از یخبندان نمونه‌های بهسازی شده کمتر از نمونه‌های خاک پایه است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation the Effect of Freezing-Thawing cycles on Quick Lime Stabilized Soils in Faghire area, Hamedan

نویسندگان [English]

  • Seyed Davoud Mohammadi
  • Arezoo Abroft
Dep. of Geology, Faculty of Sciences, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
چکیده [English]

The purpose of this research is investigation the effect of lime on the residual soils in the southern area of the Faghireh village of southern Hamadan. The study area is located in the mountain range of Alvand and Kyvarstan in south of Hamadan.
The topography of the region is hilly and formed from the weathered units. To investigate of lime effect on studied soils, maximum dry unit weight, optimum water content, pH and uniaxial compressive strength of stabilized soils with different percentages of lime was determined. The results show that increasing lime percentage and curing time, increases optimum water content and decreases maximum dry unit weight, and also improved the resistance properties of stabilized soil.
According to the results, optimum lime percentages were 5% and 7%, and the curing time for the stabilized soils in the Faghireh area of Hamedan were obtained for 28 days. Then, the effects of freez-thaw cycles were investigated by using uniaxial compressive strength tests, direct shear, weight loss due to freezing and determining the swelling of samples.
The results show a reduction in uniaxial compressive strength in freez-thow cycles. Also, the cohesion of the samples are decreased and the internal friction angle of the samples are increased, and the weight loss and swelling due to the freezing of the stabilized samples are less than the base soil.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil cohesion
  • soil internal friction angle
  • Swelling
  • weight loss
  • curing time

ابری، ر.، 1392. بررسی تاثیر برخی پارامترهای زمین شناسی مهندسی بر فرسایش بارانی خاک در بخش بالادست سد اکباتان با استفاده از دستگاه شبیه ساز باران، پایان نامه کارشناسی ارشد زمین شناسی مهندسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بوعلی سینا، همدان.

اسماعیل زاده شهری، ع.، سپاهی، ز.، 1382. تأثیر درصد آهک در مقاومت فشاری خاک رس، دهمین کنفرانس دانشجویی مهندسی عمران.

اسمعیلی فلک، م.، کاتبی، ه.، جوادی، الف.، رحیمی، س.، 1396. بررسی آزمایشگاهی مشخصه‌های تنش و کرنش در خاک‌های ماسه‌ای منجمد: مطالعه موردی متروی تبریز، مجله علمی - پژوهشی مهندسی عمران مدرس، دوره هفدهم، شماره 5، صفحه 13-23.

بحری، م. م.، 1389. سازو کار‌های تخریب ناشی از یخبندان، مرکز تحقیقات سیمان، 20 صفحه.

جعفری حقیقی، م.، 1382. روش‌های تجزیه خاک، انتشارات ندای ضحی.

خطیبی، م.، سلطانی، الف.، رئیسی استبرق، ع.، 1394. بررسی آزمایشگاهی و آماری بهسازی یک خاک متورم شونده با استفاده از الیاف مصنوعی و افزودنی‌های شیمیایی، مجله علمی - پژوهشی مهندسی عمران مدرس، دوره پانزدهم، شماره 2، صفحه 147-137.

دریایی، م.، کاشفی پور، س. م.، 1390. بررسی تأثیر افزایش ماسه بادی و آهک بر روی خصوصیات مقاومتی خاک‌های رسی، نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، جلد 25، شماره 2، خرداد – تیر، صفحه 239-230.

قبادی، م. ح.، محبی حسن آبادی، ی.، عبدی لر، ی.، بابازاده، ر.، 1391. تأثیر آهک بر روی بهسازی خاک‌های ریزدانه منطقه فقیره همدان، فصلنامه زمین‌شناسی کاربردی، سال 8، شماره 3، صفحه 265-275.

کاظمی، پ.، نیکودل، م. ر.، محمدی، ع. ع.، 1391. بررسی اثر انجماد بر پارامترهای مقاومتی خاک‌های ریزدانه (CL) و خاک‌های ماسه‌ای (SP) ، شانزدهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران، دانشگاه شیراز، صفحه 7-1.

گلچین فر، ن.، 1390. اثر سیکل‌های انجماد و ذوب شدن بر روی مقاومت فشاری خاک‌های رسی بهسازی شده با آهک و مسلح به الیاف پلی‌پروپیلن، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکزی.

گلچین فر، ن.، عباسی، ن.، 1392. اثر ذوب و یخبندان‌های مکرر بر ویژگی‌های مکانیکی خاک‌های رسی تثبیت شده با آهک و مسلح شده با الیاف پلی‌پروپیلن، نشریه علمی – پژوهشی امیرکبیر (مهندسی عمران ومحیط زیست)، دوره چهل و پنجم، شماره 2، صفحه 12-1.

محمدی، س. د.، نیکودل، م. ر.، گلستانی، الف.، 1390 الف. تأثیر آهک زنده بر ویژگی‌های مقاومتی خاک‌های آلی جنگل شهید زارع ساری، هفتمین کنفرانس زمین‌شناسی مهندسی و محیط‌زیست ایران، دانشگاه صنعتی شاهرود، صفحه 8-1.

محمدی، س. د.، نیکودل، م. ر.، گلستانی، الف.، 1390ب. تأثیر آهک زنده بر ویژگی‌های تراکمی خاک‌های آلی جنگل شهید زارع ساری، پانزدهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، دانشگاه تربیت معلم، صفحه 7-1.

محمدی، س. د.، نیکودل، م. ر.، گلستانی، الف.، 1391. بررسی کارایی آهک زنده و شکفته جهت بهسازی خاک‌های جنگلی حاوی مواد آلی، مجله انجمن زمین‌شناسی مهندسی ایران، جلد پنجم، شماره 3 و 4، پاییز و زمستان، صفحه 67-80 .

مکارچیان، م.، صیفوری، ن.، 1392. تأثیر سرباره فولادسازی کارخانه ذوب آهن اصفهان (BOS) بر دوام خاک رس تثبیت شده با آهک، اولین کنفرانس ملی مهندسی ژئوتکنیک ایران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، صفحه 9-1.

هاشمی طباطبایی، س.، آقایی آرایی، ع.، 1387. مقایسه تأثیر آهک زنده و شکفته بر ویژگی‌های

 

ژئوتکنیکی خاک اصلاح شده، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، علوم زمین، بهار 87، سال هفدهم، شماره 67 ، صفحه 14-21.

ASTM., 2000. Standard Test Method for laboratory determination of water (moisture) content of soil and rock by mass.  Annual Books of ASTM Standards, D2216-90.

ASTM., 2000. Standard Test Method for specific gravity of soils. Annual Books of ASTM Standards, D854.

ASTM., 2000. Standard Test Method for liquid limit، plastic limit and plasticity index of soil. Annual Books of ASTM Standards, D4318.

ASTM., 2000. Standard Test Method for particle size of soils. Annual Books of ASTM Standards, D422-63.

ASTM., 2000. Standard Test Method for laboratory compaction characteristic. Annual Books of ASTM Standards, D698-78.

ASTM., 2000. Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by Sand-Cone Method, D1556-82.

ASTM., 2000. Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil, D2166-06.

ASTM., 2000. Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils Under Consolidated Drained Conditions, D3080–98

Bell, F.G., 1996. Lime stabilization of clay minerals and soils, Engineering Geology, 42:223-237.

Yıldız, M., Sogancı, A.S., 2012. Effect of freezing and thawing on strength and permeability of lime-stabilized clays, Scientia Iranica, Pp. 1013–1017.

Ghazavi, M., Roustaei, M., 2013. Freeze–thaw performance of clayey soil rein-forced with geotextile layer, Cold Regions Science and Technology, Pp. 22–29.

Hotineanu, A., Bouasker, M., Aldaood, A., Al-Mukhtar, M., 2015. Effect of freeze–thaw cycling on the mechanical properties of lime-stabilized expansive clays, Cold Regions Science and Technology, 119:151–157.

Li, Z., Liu, S.H., Wang, L.J., Fu, Z.Z., 2013. Experimental study on the mechanical properties of clayey soil under different freezing apparatus temperatures and freeze-thaw cycles, Scientia Iranica Feb, 20(4):1145 -1152.

Gullu, H., 2015. Unconfined compressive strength and freeze–thaw resistance of fine-grained soil stabilised with bottom ash, lime and superplasticizer, Road Materials and Pavement Design, Pp. 1-26.

Czurda, K.A., Hohmann, M., 1997. Freezing effect on shear strength of clayey soils, Applied Clay Science, 12:165-187.