بررسی تأثیر سیمان پرتلند و نانو رس بر پتانسیل فروریزش و شاخص‌های تحکیم خاک فروریزشی

فروریزش، کاهش حجم ناگهانی خاک با افزایش رطوبت است که در اثر از بین رفتن مقاومت عوامل پیونددهنده ذرات رخ می‌دهد. خاک‌های فروریزشی در مناطق وسیعی از جهان و در نواحی گرمسیری ایران، یافت می‌شوند. وقوع فروریزش می‌تواند خسارت‌های زیادی به تاسیسات و سازه‌های مجاور خاک تحمیل کند. بنابراین مطالعه رفتار خاک‌های فروریزشی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این تحقیق تثبیت خاک‌ فروریزشی منطقه سرکویر سمنان که از نوع لای با پیوندهای ضعیف رسی است، توسط سیمان پرتلند و نانو رس مورد مطالعه قرار گرفت. سیمان به مقدار 5/0، 1 و 5/2 و نانو رس به مقدار 05/0، 01/ و 25/0 درصد وزنی خاک خشک، به خاک فروریزشی اضافه شدند. نمونه‌ها با دانسیته نسبی 14 کیلونیوتون بر متر مکعب و درصد رطوبت 5%، آماده شدند. با انجام آزمایش تحکیم بر روی نمونه‌های بهسازی شده پس از 7، 14 و 28 روز، شاخص فروریزش مطابق با استاندارد ASTM D 5333 تعیین شد. نتایج نشان داد که هر دو ماده سیمان و نانو رس می‌توانند پتانسیل فروریزش را کاهش دهند. عملکرد بهسازی به‌طور قابل‌توجهی به مقدار ماده افزودنی و نیز زمان عمل‌آوری وابسته بود. بهترین عملکرد بهسازی در مقادیر پائین نانو رس مشاهده شد و با افزایش مقدار نانو رس، بازده بهسازی کاهش یافت. برخلاف سیمان، فرآیند تثبیت با نانو رس نسبتاً سریع بود و با تبخیر آب درون خاک، تکمیل شد. علاوه بر این، در این تحقیق با عکس‌برداری میکروسکوپی از نمونه‌های بهسازی شده و بهسازی نشده، رفتار خاک از دیدگاه میکرومکانیک نیز مورد ارزیابی قرار گرفت.