تاثیر بارهای الکتریکی کانی های رسی و یون های موجود درآب بر فرآیند تحکیم خاک

فرآیند نشست تحکیمی خاک های چسبنده رسی اشباع، در چند دهه اخیر، از مهم ترین دغدغه های مهندسین و طراحان، به خصوص در مواجهه با ساختگاه های چسبنده رسی اشباع، با ضخامت لایه زیاد، توام با ابنیه و سازه های مهم و حساس می باشد. در راستای رویارویی با فرآیند نشست تحکیمی اولیه و کاهش پیامدهای منفی و مخرب آن، روش ها، اقدامات و راهکارهای متعددی نظیر زهکش های افقی و عمودی ماسه ای، پیش بارگذاری و تراکم دینامیکی ابداع و ارائه شده است. اما روش های ارائه شده به گونه ای می باشند که می بایستی قبل از احداث پروژه، صورت پذیرند. حال اگر پس از احداث پروژه، روند فرآیند نشست تحکیمی اولیه، فراتر از پیش بینی های لحاظ شده در محاسبات و طراحی باشد، (مانند نشست سریع تر از پیش بینی سطح آب های زیرزمینی لحاظ شده در محاسبات و طراحی)، ضمن کاهش سربار، راهکاری مناسب ارائه نشده است. در این راستا تلاش می شود با مطالعه آزمایشگاهی رکن سوم فرآیند تحکیم(ساختار و ساختمان خاک رس) و با اعمال تغییراتی در ساختار خاک رس، باعث ایجاد تغییراتی در روند طبیعی فرآیند تحکیم گردیم. زیرا روش های موجود بدین صورت می باشند که کمک به خروج راحت تر آب اضافی نشست تحکیمی اولیه می نمایند، در صورتی که روش مورد تحقیق، به نحوی است که کمک به کاهش میزان آب اضافی خروجی، از میان لایه های رس می نماید. بدین منظور و برای دستیابی به نتایج آزمایشگاهی، تعداد سی و دو آزمایش نشست تحکیمی اولیه، به صورت مجزا و جداگانه، بر روی نمونه هایی مختلف صورت پذیرفت. به عبارتی هر یک از کانی های رسی(کائولینیت، ایلیت و مونت موریلونیت) با ساختار، ساختمان و سطوح مخصوص متفاوت و در نتیجه میزان بار-الکتریکی متفاوت، با افزودن درصد و نوع متفاوتی از یون های محلول و شناور در آب (یون-هایی(کاتیون هایی) مانند آلومینیوم، کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم)، اشباع نموده، سپس با انجام آزمایش تحکیم بر روی هر نمونه، مقادیر نشست تحکیمی اولیه را اندازه گیری نمودیم. به عبارتی در تحقیق حاضر، تغییرات روند فرآیند تحکیم، با افزودن انواع متفاوت کاتیون های محلول در آب اشباع، بر روی نمونه هایی استوانه ای، پر شده از کانی های رسی کائولینیت و مونت موریلونیت، به ارتفاع 20 و قطر75 میلی متر، در دستگاه ادئومتر استاندارد، بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزودن انواع متفاوت کاتیون های آب اشباع، تغییراتی محسوس در مقادیر نشست تحکیمی نمونه ها ایجاد می گردد، به طوری که مقادیر نشست کانی کائولینیت، کم تر از کانی مونت موریلونیت می باشد. و هم چنین نشان می دهد، استفاده از کاتیون های جذبی متفاوت آلومینیوم، منیزیم، کلسیم، سدیم و پتاسیم با غلظت های متفاوت، مقادیر نشست تحکیمی را متناسب با غلظت و نوع کاتیون، تغییر می دهد.