بررسی تاثیر استفاده از نانورس بر بهبود خواص ژئوتکنیکی خاک های ماسه ای سواحل بابلسر

چکیده بررسی تاثیر استفاده از نانورس بر بهبود خواص ژئوتکنیکی خاک های ماسه ای سواحل بابلسر مهدی عزیزی درونکلائی از راهیابی فناوری نوظهور نانو به گستره مهندسی ساختمان مدت زیادی نمی گذرد. نخستین مطالعات در زمینه کاربردهای نانوفناوری در صنعت ساختمان به دهه 1990 میلادی باز می گردد. از آن زمان تاکنون، فناوری نانو گسترش روزافزونی در مهندسی ساختمان داشته است، اما به دلایلی نتوانسته به طور کامل به اهداف بلندی که پیش بینی می شد، دست یابد. از طرفی اصلاح رفتار خاک های مختلف یکی از مسائل مهم پیش روی پژوهشگران در مهندسی ژئوتکنیک بوده است. اضافه نمودن پاره ای از افزودنی ها به خاک، به عنوان یکی از روش های موثر در بهبود برخی از پارامترهای رفتاری خاک مانند رابطه تنش – کرنش- مقاومت، نفوذپذیری و خودترمیمی به ویژه در بعضی از سازه های ژئوتکنیکی نظیر سدهای خاکی، خاکریزهای جاده ای، شیروانی های مصنوعی، مراکز دفن زباله و .... همواره مد نظر بوده است. افزودنی های متداول همچون سیمان، آهک، کلسیم کلرید، خاکستر بادی و ...... در مطالعات پژوهشگران پیشین مورد بررسی قرار گرفته است. در کنار آن، نانو مواد که حائز ویژگی های منحصز به فردی هستند و استفاده از آن ها در دیگر شاخه های علوم مهندسی منجر به تحولاتی بنیادین شده است، در مهندسی ژئوتکنیک کمتر مورد توجه قرار گرفته اند. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر افزودن نوعی نانورس (مونت مویلونیت اصلاح شده n+cr ) بر خواص مهندسی خاک های ماسه ای موزد مطالعه قرار گرفته است. خاک ماسه ای مورد استفاده در این پژوهش از سواحل دریای خزر (بابلسر) فراهم شده است. ابتدا خاک مورد نظر دانه بندی شده و تعیین گردید که در گروه sm قرار دارد. طبق آئین نامه astm، 7 درصد وزنی به آن سیمان اضافه شد و خاک و سیمان به وسیله مخلوط کن برقی قوی با یکدیگر مخلوط شدند، سپس نانورس بوسیله دستگاه اولتراسونیک در مخلوطی از خاک و سیمان ادغام گشتند. از درصدهای مختلف نانورس شامل 0، 3، 5 و 7 درصد وزنی سیمان در نمونه ها استفاده شد تا میزان تغییرات بوجود آمده با افزایش درصدنانورس بررسی شود. آزمایشات حدود اتربرگ به منظور بررسی تاثیر نانورس بر خصوصیات شاخص خاک ماسه ای انجام شدند. در آزمایشات تراکم برای بررسی تاثیر نانورس در تعیین درصد رطوبت بهینه و وزن مخصوص خاک خشک مورد آزمایش قرار گرفتند. در سری آزمایشات برش مستقیم، تاثیر نانورس با درصدهای مختلف بر مقاومت برشی مخلوط ماسه، سیمان با سنین مختلف مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایشات مقاومت فشاری تک محوری، نسبت باربری کالیفرنیا و ضریب جذب آب، تاثیر نانورس بر خصوصیات مکانیکی خاک های تثبیت شده با سیمان در سنین مختلف مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت نتایج آزمایشات تحلیل شده و مورد مقایسه قرار گرفتند. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی پیمایشی(sem) میکروساختار سطح نمونه های حاوی درصدهای مختلف نانورس مورد بررسی وارزیابی قرار گرفت. با مشاهده نمونه های مختلف متوجه شدیم که هرچه درصد نانورس اضافه شود، خاصیت پرکنندگی بیشتر شده و ذرات مخلوط خاک سیمان متراکم تر شده اند. این باعث ارتقا مقاومت مخلوط خاک و سیمان حاوی نانورس نسبت به نمونه های فاقد نانورس می باشد. کلمات کلیدی: نانورس، مونتموریلونیت اصلاح شده، حدود اتربرگ، برش مستقیم، میکروسکوپ الکترونی پیمایشی(sem)، نسبت باربری کالیفرنیت (cbr) ، مقاومت فشاری تک محوری