بررسی تأثیر تغییرات درصد رطوبت و آهک بر خواص خمیری و مقاومتی خاک رس

امروزه روش های متعددی برای اصلاح فیزیکی و رفتار مکانیکی خاک های نامناسب موجود می باشد. این روش ها شامل تراکم، تحکیم، تزریق، تثبیت خاک با مواد افزودنی و خاک مسلح هستند که انتخاب هر یک از روش ها بستگی به نوع خاک و هزینه اقتصادی آن روش ها دارد. یکی از راه حل های تثبیت خاک رس استفاده از آهک می باشد. بهبود ویژگی های خاک با استفاده از آهک یک عملیات سریع و ساده است که می تواند در پروژه های بزرگ یا کوچک، گنجانیده شود. از مزایای بزرگ بهبود خاک با آهک توانایی برای حفظ تمام مواد در محل پروژه است. به عبارت دیگر اصلاح خاک با آهک موجب صرفه جویی قابل توجهی در زمان اجرا و هزینه های مرتبط با آن و همچنین اجتناب از خاکبرداری خاک نامناسب و جایگزینی از طریق خاکریزی خاک اصلاح شده می گردد. در این تحقیق جهت بررسی اثر آهک بر خواص مقاومتی و خمیری خاک رس آزمایش های تعیین حدود اتربرگ، آزمایش برش مستقیم، آزمایش ph، آنالیز شیمیایی به روش فلورسانس پرتو ایکس (xrf) و عکس برداری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی پیمایشی (sem) صورت پذیرفته است. به منظوربررسی تأثیر درصد آهک، درصد رطوبت و زمان عمل آوری بر خواص مقاومتی خاک رس نمونه های با 1، 3 و 5 درصد آهک و با رطوبت های 11، 13، 15 و 18 درصد عمل آوری شدند و در زمان های 1، 7، 28 و 90 روز تحت تنش های نرمال 1، 2 و 4 کیلوگرم بر سانتی متر مربع با استفاده از دستگاه آزمایش برش مستقیم گسیخته شدند. همچنین جهت بررسی تأثیر این عوامل بر خواص خمیری خاک رس نمونه های با 5/0، 1، 3، 5 و 7 درصد آهک و با رطوبت های عمل آوری 11، 13، 15 و 18 درصد در زمان های 1، 7، 28 و 90 روز مورد آزمایش تعیین حدود اتربرگ قرار گرفتند. نتایج بدست آمده از آزمایش های برش مستقیم حاکی از آن است که نحوه آماده سازی نمونه ها، بخصوص نمونه های آزمایش برش مستقیم بر نتایج موثر می باشد. مقاومت برشی حتی اگر درصد رطوبت خاک بالا باشد، در صورتیکه زمان کافی و آهک مورد نیاز فراهم گردد می تواند افزایش یابد. مطالعه بر مقاومت برشی و پارامترهای مقاومت برشی نشان داد که برای خاک مورد نظر نمونه های با 3 درصد آهک و با 13 درصد رطوبت بیشترین مقاومت برشی بدست آمده است. به عبارت دیگر درصد آهک و رطوبت بهینه وجود دارد که در آن مقاومت برشی بیشینه می شود. جهت رسیدن به حدود درصد رطوبت بهینه استفاده از روش ph یک روش سریع و کم هزینه می باشد اما این روش کاملا مشخص نمی کند که مقاومت خاک تثبیت شده چه مقدار خواهد بود و نیاز به اجرای آزمایش های دیگر در کنار آن را ضروری می داند. نتایج آزمایش تعیین حدود اتربرگ نشان می دهد که با افزایش درصد آهک افزودنی به خاک رس، شاخص خمیری دچار کاهش می شود. همچنین با افزایش زمان عمل آوری مخلوط خاک-آهک نیز، شاخص خمیری دچار کاهش شده و در نهایت به صفر می رسد. بر این اساس برای زمانیکه آهک افزودنی معادل 5/0 و 1 درصد است، برای یک دوره عمل آوری 90 روزه، شاخص خمیری بتدریج دچار کاهش می شود. اما برای 3 و 5 درصدآهک افزودنی، پس از 28 روز زمان عمل آوری شاخص خمیری خاک صفر می شود. برای نمونه های با 7 درصد آهک، آزمایش تعیین حد خمیری غیر قابل انجام می باشد. با توجه به نتایج حاصل شده می توان نتیجه گرفت که با افزایش درصد آهک افزوده شده به خاک، تأثیر زمان عمل آوری نسبت به درصد آهک کمتر می شود یا به عبارت دیگر چون واکنش های تبادل کاتیونی سریع رخ می دهند، درصد آهک افزوده شده اثر بیشتری در کاهش حدود اتربرگ خاک مورد مطالعه دارد. لازم بذکر است که نتایج نشان داد که حدود اتربرگ با افزایش درصد رطوبت عمل آوری، افزایش می یابد. کلمات کلیدی: آزمایش های آزمایشگاهی، مقاومت برشی، پارامترهای مقاومت برشی، حدود اتربرگ، درصد آهک، زمان عمل آوری، درصد رطوبت عمل آوری