ارزیابی اثرات نانورس بر مقاومت برشی و خواص خمیری ماسه رس دار

اصلاح رفتار خاک¬های مختلف به کمک افزودنی ها یکی از مسائل مهم پیش روی پژوهشگران در مهندسی ژئوتکنیک می¬باشد. افزودنی¬های متداول همچون سیمان، آهک، خاکستر بادی، قیر و ... در مطالعات پیشین مورد بررسی قرار گرفته¬اند و نانومواد که حائز ویژگی¬های منحصر به فردی هستند و استفاده از آن ها در دیگر شاخه های علوم مهندسی منجر به تحولاتی بنیادی شده است، در مهندسی ژئوتکنیک کمتر مورد توجه قرار گرفته¬اند. به دلیل عدم وجود مطالعات آزمایشگاهی کافی و داده های واقعی در زمینه ی اثر نانوذرات بر خصوصیات خاک ها، در این پایان نامه به بررسی آزمایشگاهی تاثیر افزودنی نانورس بر روی خصوصیات ژئوتکنیکی ماسه های رس دار پرداخته شده است. هدف کلی از بررسی مواد در مقیاس نانو، شکل دهی ترکیبات جدید با ایجاد تغییراتی در مواد موجود و یافتن طبقه جدیدی از مصالح با عملکردهای نوین است. انجام چنین مطالعاتی می¬تواند راه را برای استفاده ی کاربردی وسیع¬تر از این فناوری در زمینه ژئوتکنیک هموار سازد. مجموعه¬ای از آزمایش های حدود اتربرگ، برش مستقیم و سه محوری بر روی خاک مورد نظر و مخلوط های آن با 5 درصد مختلف نانورس، جهت بررسی میزان تغییرات به وجود آمده در خواص خاک با افزایش درصد نانورس انجام شده است. به منظور پراکندن یکنواخت نانوذرات در خاک از آسیاب گلوله ای استفاده شد. همچنین به منظور بدست آوردن رطوبت بهینه و وزن مخصوص بیشینه ی لازم جهت نمونه سازی، آزمایش تراکم استاندارد روی نمونه های بدون نانورس انجام گردید. نتایج نشان دهنده ی افزایش حد روانی و خمیری خاک با افزودن نانورس می باشد به نحوی که با افزایش درصد نانورس تا 1 درصد، دامنه ی خمیری کاهش یافته و در درصدهای بیشتر افزایش می یابد. همچنین مقاومت برشی ماسه ی رس دار در آزمایش های برش مستقیم و سه محوری زهکشی شده با افزودن درصد مشخصی نانورس بهبود یافته است. درصد بهینه ی نانورس برای زاویه ی اصطکاک داخلی در برش مستقیم 1 درصد و در سه محوری 2 درصد به دست آمد. همچنین بیشترین چسبندگی در هر دو آزمایش مربوط به مقدار 4 درصد نانورس می باشد. در حالی که در حالت اشباع، نانورس مورد نظر سبب کاهش مقاومت برشی خاک شده است. علاوه بر آن افزودن نانورس به ماسه ی خالص اثر منفی بر مقاومت برشی این خاک داشته است. با توجه به اطلاعات به دست آمده از این مطالعه روشن می¬گردد که نانوذرات می توانند کاندیدای مناسبی جهت بهسازی ماسه های رس دار باشند.