تاثیر اسیدیته محیط بر مشخصات مکانیکی و حجمی خاک رس تورمی بستر روسازی راه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، موسسه آموزش عالی پویندگان دانش، چالوس، ایران

چکیده

در این تحقیق تاثیر شرایط محیطی از نظر درجه اسیدیته یا pH بر مشخصات مکانیکی و حجمی خاک بستر روسازی راه‌های حاوی خاک‌های رسی تثبیت شیمیایی شده با سیمان توسط آزمایش‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش خاک رس تورم‌زا با تثبیت شیمیایی توسط سیمان پرتلند نوع دو در سه دوره زمانی عمل‌آوری کوتاه مدت، میان مدت و دراز مدت (3، 7 و 40 روزه) در شرایط pH متفاوت مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. در این تحقیق نمونه خاک در محیط اسیدی تا قلیایی با درجه اسیدیته 4، 7 و 10 تحت آزمایش‌های مختلف به منظور ارزیابی رفتار و خصوصیات مکانیکی و حجمی قرار گرفتند. آزمایش‌های ارزیابی مشخصات مکانیکی در این تحقیق شامل آزمایش تراکم، مقاومت تک محوری و نسبت باربری کالیفرنیا هستند که در شرایط مختلف از نظر درجه اسیدیته و زمان عمل‌آوری انجام شده است. همچنین به منظور ارزیابی مشخصات حجمی میزان تورم در آزمون باربری کالیفرنیا و همچنین ضریب تغییر حجم در آزمایش تحکیم استفاده گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که تثبیت خاک رس با سیمان باعث افزایش مقاومت مکانیکی و کاهش تغییرحجم و تورم خاک متناسب با گذشت زمان و دوره عمل‌آوری می‌شود اما شرایط محیطی و درجه اسیدیته بر سرعت و شدت واکنش‌های شیمایی خاک و سیمان و فرآیند هیدراتاسیون بسیار تاثیر گذار است که مقدار آن متناسب با میزان pH و دوره عمل‌آوری نمونه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Environment Acidity on Mechanical and Volumetric Properties of Expansive Soil of Subgrade

نویسندگان [English]

  • Saeed Ghaffarpour Jahromi 1
  • Ashkan Noori 2
1 Associate Professor, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran.
2 M.Sc.,Grad., Geotechnical Engineering, Pouyandegan Danesh Institute of Education, Chalus, Iran.
چکیده [English]

In this research, the effect of pH of the environment on the mechanical and volumetric properties of cement stabilized clay soils has been investigated through various tests in a laboratory scale. In this research, a problem-sensitive clay with chemical stabilization by cement in three short, medium and long term (3, 7 and 40 days) curing days under different pH conditions vary from acidic to alkaline with the pH of 4, 7 and 10 was tested in order to evaluate its mechanical and volumetric properties. Specifications for mechanical evaluation in this study included a test of density, single-axis bearing and California Bearing (CBR) test, which were used in different conditions in terms of the degree of acidity and curing days on specimens. The California Bearing Test (CBR) was also used to evaluate the volumetric properties. The results of this study show that soil improvement by cement increases mechanical strength and decreases the rate of soil swelling over time and curing days. However, the degree of acidity of the environment affects the chemical reactions of soil and cement, especially cement hydration, and causes changes in soil resistance and on the volume changes due to inflation. This effect depends on the pH and curing days.

کلیدواژه‌ها [English]

  • The degree of acidity
  • Mechanical properties
  • Volumetric properties
  • Expansive Clay
  • Cement stabilization
Ampera B. and Aydogmus T., (2005), "Recent experiences with cement and lime-stabilization of local typical poor cohesive soil" Geotechnical-Kolloquium Freiberg, Heft, 4(1), pp.121-144.

 

-ASTM, (2000), "Standard test Method for California Bearing Ratio (CBR) of Laboratory Compacted Soils", ASTM D1883.

-ASTM, (2000), "Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soils", ASTM D2166.

 

-ASTM, (2000), “One-Dimensional Swell or Settlement Potential of Cohesive Soils" Designation: ASTM D4546.

 

-Bhattacharja S., Javed I., and Alan T., (2003), "Stabilization of clay soils by Portland cement or lime–a critical review of literature." PCA R&D Serial 2066-60.

 

-Dutta, J. and Mishra A., (2016), "Consolidation behavior of bentonites in the presence of salt solutions", Applied Clay Science, 3(7), pp.61–69.

 

-Estabrag A., Betolahpour I., Moradi M. and Javadi A., (2014), "Consolidation behavior of two fine-grained soils contaminated by glycerol and ethanol" Engineering Geology, 178, pp.102-108.

 

-Goswami, D. and Choudhury B.N., (2013), "Chemical Characteristics of leachate contaminated lateritic soil". International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 2(4), pp.132-140.

 

-Gratchev L. and Ivan B., (2009), "Cyclic Behavior of Fine-Grained Soils at Different pH Values" Journal of Geotechnical and Geo-environmental Engineering, 21 (2), pp.16-29.

 

-Harun S., Rahman Z., Rahimi S., Lihan T. and Idris W., (2013), "Effect of leachate on Geotechnical Characteristics of Sandy Clay Soil", AIP Conference Proceedings 1571, pp.530-542.

-Hausmann, Manfred R., (2005), "Engineering principles of ground modification, McGraw-Hill.

 

-Indraratna B., Jian C. and John A., (2012), Ground Improvement: Case Histories. Oxford,, UK: Elsevier.

 

-Lin, D., Lin, K., Hung, M. and Luo, H., (2007), "Sludge ash/hydrated lime on the geotechnical properties of soft soil" Journal of hazardous materials, 145(1), pp.58-64.

 

-Lo S., and Wardani S. (2002), "Strength and dilatancy of silt stabilized by a cement and fly ash mixture" Canadian Geotechnical Journal, 39 (1), pp.77-89.

 

-Munfakh, G. A. (1997), "Ground improvement engineering-the state of the US practice: part 1. Methods." Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Ground Improvement 1(4),
pp.193-214.

 

-Pming, M., Hussain, M., Nyodu, M. and Shivan, D. (2016), "A Study on the Chemical Properties of Leachate its Effect on the Geotechnical Properties of Soil". IJETSR. International Journal of Engineering Technology Science and Research. 3(7), pp.121-130.

 

-Reginald B. and Kogbar A. (2012), "pH-dependent leaching behavior and other performance properties of cement-treated mixed contaminated soil" Journal of Environmental Sciences, 4(2), pp.1630-1638.

 

-Sunil, B.M., Shrihari, S., Nayak, S.  (2009), “Shear strength characteristics and chemical characteristics of Leachate contaminated lateritic soils”. Journal Engineering Geology, 106,
pp.20 - 25.

 

-Wang S., Wu X., Wang Y., Li Q. and Tao M. (2014), "Removal of organic matter and ammonia nitrogen from landfill leachate by ultrasound" Ultrasonics Sonochemistry, 15(1), pp.933-937.

 

-Yu Y. and Yang Y. (2013), "Effect of mechanical property of cemented soil under the different pH value" Journal of Applied Clay Science, 6(3), pp.19-24.