Magiran | جستجوی کلیدواژه "پتانسیل رمبندگی"

ارزیابی آزمایشگاهی رفتار ژئوتکنیکی خاک های رمبنده بهسازی شده با مواد نانو

مهدی مخبری*، علی اکبر سلطانی، سید مرتضی مرندی

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر، سال پنجاه و پنجم شماره 10 (دی 1402)، صص 2091 -2112

رمبندگی فروریزش ناگهانی خاک در اثر افزایش آب به خاک مسیله دار رمبنده می باشد. این پدیده در ماسه ها به دلیل لغزش دانه ها بر روی هم و در رس ها به دلیل از بین رفتن پیوند الکترونی بین ذرات بوجود می آید. آب باعث می شود تا ساختار کاذب خاک به هم ریخته و به طور ناگهانی فرو بریزد و کاهش حجم بوجود آمده برای همیشه باقی بماند. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر مواد افزودنی نانو بر پتانسیل رمبندگی خاک انجام شده است. در این راستا، یک نوع خاک با شاخص رمبندگی شدید انتخاب گردیده و تاثیر افزودنی های نانوسیلیس، نانورس، نانواکسید آلومینیوم و نانوکربنات کلسیم با درصدهای 5/0، 1، 5/1 و 2% در یک برنامه آزمایشگاهی مورد مطالعه و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. آزمایش های تحکیم دوگانه و برش مستقیم دو معیار اصلی جهت ارزیابی عملکرد نانو مواد بودند. نتایج نشان می دهد که شاخص رمبندگی خاک مورد نظر براثر افزودن نانورس نسبت به افزودن نانوکربنات کلسیم و نانوسیلیس و آلومینیوم اکسید سبب ایجاد کاهش بیشتر شاخص رمبندگی می گردد. فرآیند اندرکنش خاک و مواد افزودنی به واسطه تاثیر نهادن بر نیروهای بین پولک ها و تشکیل ترکیبات جدید سبب تغییر در ریز ساختار و تشکیل ترکیبات جدی می شود. همچنین برای مشاهده ساختار خاک بهسازی شده از عکس های میکروسکوپی الکترون روبشی (SEM) استفاده گردید. نتایج نشان داد که خاک رمبنده دارای حفرات میکروسکوپیک و ماکروسکوپیک است و افزودنی ها باعث از بین رفتن پیوندهای کاذب بین ذرات خاک و کاهش پتاسیل رمبندگی می شود.

کلید واژگان: پتانسیل رمبندگی, نانوکربنات کلسیم, نانورس, نانو سیلیس, نانو اکسید آلمونیوم

Experimental Investigation of Geotechnical Behavior of Collapsible Soils Improved with Nanomaterials

Mehdi Mokhberi *, Aliakbar Soltani, Seyed Morteza Marandi

Amirkabir Journal of Civil Engineering, Volume:55 Issue: 10, 2023, PP 2091 -2112

Collapsibility is the sudden volume change of the soil due to the increase degree of saturation. This phenomenon occurs in sands due to the grains sliding on each other and in clays due to the loss of electron bonds between particles. The percentage of soil collapsibility depends on various conditions such as soil type, mineral composition, moisture percentage, dry weight, stress applied during wetting, and the amount of initial soil moisture increase. This paper has been conducted to investigate the effect of nanomaterials on soil collapsibility potential. The soil was selected from the Allahabad region of Kerman in south east of Iran with a high loamy index. For this purpose, Nano-silica, Nano-clay, aluminum Nano-oxide, and Calcium-Nano-Carbonated additives with percentages of 0.5, 1, 1.5, and 2% were used to improve the soil. Double consolidation and direct shear tests were the two main criteria for evaluating the performance of nanomaterials. The results showed that the collapsibility index of the desired soil due to the addition of Nan- clay compared to the addition of calcium Nano-Carbonate, Nano silica, and aluminum oxide causes a greater decrease in the collapsibility index. Furthermore, the results obtained from the SEM images indicate that the collapsible soil has microscopic and macroscopic holes, which the addition of an additive destroys larger holes and creates a correlation between soil particles. This problem reduces the amount of collapsibility index.

Keywords: Collapsibility index, Nono-clay, Nano-silica, Nano-carbonat, Nano-Aluminium

برآورد تاثیر رس در پتانسیل رمبندگی خاک در روش های مختلف نفوذ آب

جواد محمودی، رضا پورحسینی*

مجله مهندسی عمران شریف، سال سی و نهم شماره 3 (پاییز 1402)، صص 111 -121

خاک های رمبنده در زمان خیس شدن، نشست های قابل توجهی را تجربه می کنند. میزان رس به عنوان یک عامل مهم در رفتار خاک رمبنده در نظر گرفته می شود. آب از منابع مختلف وارد خاک می شود، اما آزمایش های موجود برای اندازه گیری پتانسیل رمبندگی، قابلیت مدل سازی نحوه ی نفوذ آب در خاک را ندارند. در مطالعه ی حاضر، از دستگاهی استفاده شده است که نحوه ی ورود آب به خاک را شبیه سازی می کند. نتایج نشان می دهند که در همه ی آزمایش ها با افزایش میزان رس، پتانسیل رمبندگی افزایش یافته است؛ اما میزان افزایش یکسان نبوده است. میزان افزایش پتانسیل رمبندگی، در آزمایش های ادیومتر بیشتر از آزمایش های با شبیه سازی الگوی نفوذ آب بوده است. در بین الگوهای مختلف نفوذ آب در خاک، با افزایش 1/9\٪ رس، بیشترین افزایش پتانسیل رمبندگی مربوط به نفوذ آب از بالا به صورت نقطه یی $(C_{p}=4/79) $ و کمترین افزایش مربوط به نفوذ آب از پایین به صورت گسترده $(C_{p}=3/69) $ بوده است. اما با افزایش 23\٪ رس، بیشترین افزایش مربوط به نفوذ آب از بالا به صورت گسترده $(C_{p}=8/62) $ و کمترین افزایش مربوط به نفوذ آب از پایین به صورت گسترده $ (C_{p}=7/8) $ بوده است.

کلید واژگان: درصد رس, پتانسیل رمبندگی, الگوی نشت آب, دستگاه آزمایشگاهی, خاک رمبنده

Evaluation the effect of clay on collapse potential of soils in different water infiltration patterns

J. Mahmoudi, R. Pourhoseini *

Sharif Journal Civil Engineering, Volume:39 Issue: 3, 2023, PP 111 -121

Collapsible soils are one of the moisture sensitive soils that experience sudden and significant settlements due to wetting. These soils are widely distributed and constitute about 10% of the total land area of the world, which are typically located in arid and semi-arid areas. In foundation engineering, the most important issue in dealing with these soils is to measure their collapse potential with different water infiltration patterns. The effect of parameters such as initial soil conditions, loading conditions and gradation quality on the behavior of these soils has been investigated. The amount of clay in the soil is considered as an important factor in the behavior of the collapsible soils. Water enters the soil from different sources, but the existing devices and tests to measure the collapse potential are not capable of modeling water infiltration patterns. In this study, an apparatus was used that simulates different water infiltration patterns based on the direction of water movement (from top or bottom) and type of water distribution (point or wide). The results show that in oedometer tests and tests with the ability to simulate the water infiltration patterns, with the increase in the amount of clay in the sample, the collapse potential increases, but the amount of increase is not the same in different tests. The amount of increase in collapse potential due to the increase of clay in the sample is greater in single and double oedometer tests than in tests with the ability to simulate the water infiltration patterns, and for a more accurate prediction of the collapse potential, tests with the ability to simulate the water infiltration patterns should be used. Among the different water infiltration patterns in the soil, for the sample with clay compared to the sample without clay, the highest increase in collapse potential is related to the top-point water infiltration pattern ) and the lowest increase is related to the bottom-wide water infiltration pattern( ). But for the sample with 23% clay compared to the sample without clay, the highest increase in collapse potential is related to the top-wide water infiltration pattern( ) and the lowest increase is related to the bottom-wide water infiltration pattern.

Keywords: Clay percent, Collapse potential, Water infiltration pattern, Experimental apparatus, Collapsible soil

دستگاه بزرگ مقیاس ارزیابی پتانسیل رمبندگی خاک با امکان شبیه سازی نوع نشت آب

رضا پورحسینی*، جواد محمودی

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر، سال چهل و پنجم شماره 12 (اسفند 1401)، صص 4809 -4826

خاک رمبنده به عنوان یک نمونه از خاک های مساله دار می تواند در بسیاری از سازه ها مشکل ایجاد کند. خاک رمبنده بدون حضور آب، پایدار است، اما پس از ورود آب به این خاک، دچار نشست های قابل توجه و ناگهانی می شود. مهم ترین موضوع در برخورد با این خاک ها پیش بینی میزان نشست آن ها است. تا به امروز آزمایش های مختلفی به صورت آزمایشگاهی یا درجا برای تعیین پتانسیل رمبندگی طراحی شده است که متداول ترین آن ها آزمایش ادیومتر است. مهم ترین نقص آزمایش های موجود عدم امکان شبیه سازی نوع نشت آب در خاک است. در این مطالعه دستگاهی با قالب به قطر 14 و ارتفاع 10 سانتی متر طراحی و ساخته شد که دارای امکان شبیه سازی نوع نشت آب است و می تواند بر اساس منشاء ورود آب، میزان پتانسیل رمبندگی را اندازه گیری نماید. این دستگاه الگوهای نشت آب را بر اساس جهت حرکت آب (از بالا به پایین یا از پایین به بالا)و توزیع نشت (نقطه ای یا گسترده) به چهار دسته کلی تقسیم بندی و شبیه سازی می کند. نتایج آزمایشگاهی این دستگاه بر روی یک خاک رمبنده نمونه نشان می دهد که پتانسیل رمبندگی وابسته به الگو نشت آب در خاک است و نمی توان از یک پتانسیل رمبندگی برای تمام الگوهای نشت آب استفاده کرد. بر اساس نتایج آزمایشگاهی بیشترین پتانسیل رمبندگی مربوط به الگوی نشت آب از بالا به پایین و به صورت گسترده و کمترین آن مربوط به الگو نشت آب از پایین به بالا و به صورت نقطه ای است.

کلید واژگان: خاک رمبنده, پتانسیل رمبندگی, نشت آب, دستگاه بزرگ مقیاس, شبیه سازی

Large-scale apparatus for measurement of collapse potential of soils with simulating the pattern of water infiltration ability

Reza Pourhosseini *, Javad Mahmoudi

Amirkabir Journal of Civil Engineering, Volume:45 Issue: 12, 2023, PP 4809 -4826

Collapsible soil as an example of problematic soils can cause problems in structures. Collapsible soil may be stable before the presence of water, but after water enters, it experiences significant and sudden settlement. The most important issue in dealing with these soils is to predict their settlement. Up to now, various experiments have been designed in the laboratory or in-situ to determine the collapse potential, the most common of which is the oedometer test. The most important drawback of the existing experiments is the impossibility of simulating the pattern of water infiltration in the soil. In this study, an apparatus with a mold with a diameter of 14 cm and a height of 10 cm was built that has the ability to simulate water infiltration patterns and can measure the amount of collapse potential based on the source of water infiltration. This apparatus simulates water infiltration patterns into four categories based on the direction of water movement (from top to bottom or from bottom to top) and water distribution (point or expanding). The laboratory results of this apparatus on a sample of collapsible soil show that the collapse potential depends on the water infiltration pattern and it isn’t possible to use one collapse potential amount for all patterns. According to the laboratory results, the highest collapse potential is related to the pattern of water infiltration from top to bottom and expanding form, and the lowest is related to the pattern of water infiltration from bottom to top and point form.

Keywords: Collapsible soil, collapse potential, infiltration pattern, apparatus, Simulation

بررسی تاثیر pH شیرابه بر میزان فروریزش و پارامترهای مقاومت برشی خاک های رمبنده

محمد علی خدابنده، محسن کرامتی*، سید مهدی حسینی، صابر نوکنده

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر، سال پنجاه و یکم شماره 1 (فروردین و اردیبهشت 1398)، صص 45 -58

خاک های رمبنده جزء خاک های مساله دار هستند که تحت تنش یکسان، با افزایش درصد رطوبت میزان کاهش حجم بسیار زیادی از خود نشان می دهند. هدف از این پژوهش ارزیابی پتانسیل رمبندگی و پارامترهای مقاومت برشی این خاک ها در اثر اشباع شدگی ناشی از نفوذ آلاینده هایی از قبیل شیرابه ها و پساب ها و مواد شیمیایی به خاک است. خاک مورد استفاده در این پژوهش خاک لس منطقه کلاله استان گلستان می باشد که در رده CL قرار می گیرد. از آنجا که امکان تفکیک اجزای شیرابه مخصوصا در عمرهای مختلف و با pH های متفاوت وجود نداشت، بنابراین از دو عامل اسید سولفوریک و سدیم هیدروکسید به عنوان نمایندگان شیرابه و در pH های مختلف استفاده شد و آزمایش های فروریزش و برش مستقیم بر روی نمونه های خاک و در شرایط اشباع با شیرابه ها انجام گردید. همچنین تاثیر درصد آلودگی بر میران فروریزش خاک بررسی شد. نتایج آزمایش های فروریزش نشان می دهند که شیرابه های با pH پایین و اسیدی باعث افزایش پتانسیل رمبندگی خاک شده و شیرابه های با pH بالا و قلیایی، رمبندگی کمتری را ایجاد می کنند به نحوی که در 1pH= مقدار 08/5 درصد افزایش فروریزش و در 14pH= مقدار 04/2 درصد کاهش فروریزش نسبت به 7pH= در خاک مشاهده می شود، بنابراین می توان نتیجه گرفت که دامنه تغییرات پتانسیل رمبندگی خاک در pH های پایین و اسیدی بسیار بیشتر از pH های بالا و قلیایی است. نتایج آزمایش های برش مستقیم نشان می دهند که باکاهش pH شیرابه چسبندگی خاک افزایش یافته و با افزایش pH چسبندگی خاک کاهش می یابد به گونه ای که در 1pH= مقدار 82% افزایش چسبندگی و در 14pH= مقدار 44% کاهش چسبندگی نسبت به 7pH= مشاهده می شود. در خصوص زاویه اصطکاک داخلی عکس این مطلب صادق است یعنی با کاهش pH شیرابه زاویه اصطکاک داخلی خاک کاهش یافته و با افزایش pH شیرابه زاویه اصطکاک داخلی خاک افزایش می یابد به گونه ای که در 1pH= مقدار 46/2 درجه کاهش و در 14pH= مقدار 39/6 درجه افزایش در زاویه اصطکاک داخلی نسبت به 7pH= مشاهده می شود.

کلید واژگان: خاک رمبنده, پتانسیل رمبندگی, چسبندگی, زاویه اصطکاک داخلی, pH

Effect of Leachate pH on the Collapse Potential and Shear Strength Parameters of Collapsible Soils

M.A. Khodabandeh, M. Keramati *, S.M. Hosseini, S. Nokandeh

Amirkabir Journal of Civil Engineering, Volume:51 Issue: 1, 2019, PP 45 -58

Collapse soils have a stable loose honeycomb-type structure in a low degree of saturation which is susceptible to a large reduction in total volume or collapse upon wetting. The aim of this study is to evaluate the collapse potential and shear strength parameters due to saturation of soil caused by the infiltration of contaminants including leachate wastewater and chemicals into the soil. Since the separation of leachate components is difficult, especially with change of ingredients and pH in long time, the two factors sulfuric acid and sodium hydroxide were used as representatives of the leachate in the pH of 1 to 14. Furthermore, collapse tests and direct shear tests were performed on soil samples which were saturated by leachate. Experimental results show that leachate with a low pH or acidic solutions increase the soil collapse potential; on the other hand, leachate with a high pH or alkaline solutions cause less soil collapse. Variation range of soil collapse in acidic solution was much more than alkaline solution. Direct shear test results demonstrate that acidic leachate increase the soil cohesion and reduce the internal friction angle of soils; however, alkaline leachate reduce the soil cohesion and increase the friction angle of soils.

Keywords: Collapsible soil, Potential of Collapse, Cohesion, Internal Friction Angle, pH

رفتار تحکیمی خاک های رسی رمبنده در شرایط غیر اشباع و اشباع

علیرضا باقریه*، علی فارسی جانی

مجله مهندسی عمران شریف، سال سی و دوم شماره 1 (بهار 1395)، صص 43 -54

تاثیر مکش در رفتار تحکیمی خاک از آن جهت که نقشی تعیین کننده در مدل های رفتاری دارد، همواره مورد توجه پژوهشگران این زمینه بوده است. در این پژوهش به بررسی تاثیر ساختار اولیه ی نمونه های خاک رسی رمبنده در رفتار تحکیمی آنها در شرایط غیراشباع و اشباع پرداخته شده است. نمونه های خاک با توجه به منحنی تراکم با شرایط اولیه ی متفاوت)مکش، تخلخل، وزن مخصوص خشک و رطوبت(ساخته شده اند. برای بررسی رفتار تغییر حجم خاک رمبنده، نمونه ها در شرایط ادئومتریک تا میزان تنش مشخصی بارگذاری شده اند. با حفظ مقدار تنش، تغییرات حجم در اثر اشباع اندازه گیری شده است. با افزایش درجه ی اشباع و پس از فروپاشی نمونه، بارگذاری و افزایش مرحله به مرحله ادامه یافته است. براساس نتایج، تفاوت رفتار نمونه های مختلف خاک غیراشباع به علت تغییرات شرایط اولیه، بعد از فروپاشی حجمی نسبت به خاک اشباع در منحنی تحکیم نرمال بررسی شده است. نتایج نشان داده است که شرایط اولیه ی نمونه های خاک، تاثیر قابل توجهی در رفتار تحکیمی آنها در حالت اشباع ندارد و نمونه های خاک با شرایط اولیه ی متفاوت بعد از فروپاشی، رفتار تحکیمی مشابه از خود نشان می دهند. خط تحکیم نرمال اشباع نمونه ها با شرایط اولیه ی متفاوت، خطی واحد به دست آمده است. این نتیجه موجب تسهیل در پیش بینی تغییرشکل خاک های
رمبنده در اثر اشباع شدن خواهد شد.

کلید واژگان: رفتار تحکیمی, خاک غیراشباع, فروپاشی حجمی, پتانسیل رمبندگی, فیلتر کاغذی

Consolidation Behavior of Collapsible Clayey Soils in Saturated and Unsaturated Conditions

A.R. Bagherieh *, A. Farsijani

Sharif Journal Civil Engineering, Volume:32 Issue: 1, 2016, PP 43 -54

The eect of suction on consolidation behavior has a dominant role to play in the constitutive modeling of unsaturated soils, and, therefore, has received the researchers attention in this eld. In this paper, the eect of the initial conditions of compacted specimens of a clayey soil on their consolidation behavior, under saturated and unsaturated states, is investigated. After determining the compaction curve of the soil, the samples were statically compacted at dierent initial suctions and void ratios (moisture content, dry densities). In order to investigate the volume change behavior of collapsible soils, the cylindrical samples were loaded to a denite stress in conventional oedometer apparatus. Then, while keeping the vertical stress constant, the volume changes of samples due to wetting were measured. After completion of the collapse settlements, the stepped loading of the samples was continued and the end of the primary consolidation line of the samples were attained. The saturated normal consolidation lines of samples with dierent initial water contents and dry densities are compared. It is shown that the normal consolidation line is almost unique and its position is not aected by the initial condition of the samples. This result suggests a simple method for predicting the collapse potential under dierent conditions. The method can be described as follows: The eective stress after saturation is calculated. The initial void ratio (before saturation) subtracted from the void ratio of the soil in a saturated normal consolidation line, corresponding to the eective vertical stress at saturation, would be the change of void ratio due to saturation. The collapse settlements could then be easily calculated. Since determination of the saturated normal consolidation line is a conventional and inexpensive procedure, the proposed method can be regarded as a versatile and inexpensive technique for forecasting the collapse potential.

Keywords: Consolidation Behavior, Unsaturated Soil, Collapse, Lter Paper Method, Collapse Potential

تثبیت خاک با آهک جهت بهبود پارامترهای مقاومت برشی و کاهش پتانسیل رمبندگی خاک، مطالعه ی موردی: جاده ی یاسوج یزد

مهدی یوسفی*، منصورر پرویزی

مجله مهندسی عمران شریف، سال سی و یکم شماره 4 (زمستان 1394)، صص 133 -143

کشور ایران در زمره ی کشورهایی است که خاک های رمبنده دارد و در صورت عدم شناسایی این خاک ها، اگر سازه، راه و یا خطوط ریلی روی آنها احداث شود، می تواند در اثر اشباع شدن خاک، مشکلات قابل توجهی را ایجاد کند. در این پژوهش به بررسی و مطالعه ی آزمایشگاهی تثبیت خاک و کاهش رمبندگی و افزایش خصوصیات مقاومت برشی آن با استفاده از تزریق آهک پرداخته شده و سپس رمبندگی خاک مورد تزریق و خاک در حالت طبیعی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که تزریق آهک باعث کاهش پتانسیل رمبندگی خاک می شود. همچنین پارامترهای مقاومت برشی خاک پس از تزریق بهبود یافته و مقدار $\p h i_u$ بعد از تزریق تقریبا 2٫15 برابر شده و پارامتر $\p h i''$، 1٫62 برابر شده است، که با توجه به ثابت بودن تنش ها در هر دو آزمایش خاک در حالت طبیعی و خاک تزریق شده با آهک، افزایش زاویه ی اصطکاک داخلی و کاهش چسبندگی خاک را به همراه داشته است، که حاکی از بهبود رفتار خاک پس از تزریق است.

کلید واژگان: خاک های مسئله دار, پتانسیل رمبندگی, تزریق آهک, مقاومت برشی خاک, چسبندگی خاک

Soil Stabilization With Lime For The Improvement Of Strength Parameters And Reduction Of Potential Collapse

M. YOUSEFI*, M. PARVIZI

Sharif Journal Civil Engineering, Volume:31 Issue: 4, 2016, PP 133 -143

Iran is a country with unstable soil. If soil classes, characteristics and structures are not identified properly, railroads or roads that are to be built can face significant problems, as the soil becomes saturated. Some soils in our environment cannot undergo the normal tension they encounter, and by the slightest increase in the ratio of humidity, will encounter high settlement. These kinds of soil, mainly found in hot and dry regions, like deserts, are called collapsible soils. In this article, to correct the soil of these regions, some items, like the behavior of lime injected materials in the presence of clay in cementitous soil, for creating suitable adhesion among grains and micro-silica as porosity filling materials, are studied separately.In this study, to investigate and stabilize soil, reduce collapse potential and increase its strength properties, the use of limestone injection technology has been considered. Then, the collapse potential of the soil under injection has been compared with that of natural state soil. The results indicate the good performance of the injection method compared with existing methods. These results show that the injection of lime will reduce the potential for soil collapse. The soil shear strength parameters improved after injection, and the value of $\phi_u$ after injection reached an amount of approximately 2.15 times the initial internal friction angle. Parameter $\phi'$ increased up to 1.62, which, considering the fixed amount of tension in both tests on soil in normal state, and the injected soil, was associated with an increase in internal friction and a reduction in the adhesion of soil grains. The results of field and laboratory tests reveal that according to clay cementation among soil grains on site, the injection of lime would result in a considerable reduction in the collapsibility potential of soil in a saturated condition. Therefore, it can be suggested as a suitable solution.

Keywords: Problematic Soils, Potential Collapse, Lime Injection, Soil Shear Strength, Soil Cohesion

ارزیابی پتانسیل رمبندگی خاک ماسه ای لای دار تثبیت شده با میکروسیلیس، بنتونیت و خاکستر پوسته برنج

عبدالحسین حداد، سید حسین دستی گردی*

فصلنامه مدل سازی در مهندسی، پیاپی 42 (پاییز 1394)، ص 87

خاک های رمبنده، در حالت طبیعی نهشته هایی سست و دارای ساختار متخلخل بوده و بیشتر در مناطق خشک و بیابانی یافت می شوند. ذرات این خاک ها در حالت غیر اشباع توسط کشش مویینگی و در حالت خشک توسط عوامل سیمانتاسیون نظیر پیوندهای رسی و سیلتی و یا توسط مواد چسبنده مانند کربنات کلسیم به یکدیگر متصل گشته که این عامل سیمانتاسیون مقاومت ظاهری بالایی را در این خاکها ایجاد مینماید. ولی به دلیل از بین رفتن آن به هنگام افزایش رطوبت، ساختار خاک فرو میریزد. شهر سمنان به واسطه قرارگیری در منطقه خشک و رمبنده بودن خاک در بخشهایی از آن، در معرض خطرات ناشی از این پدیده قرار دارد. از این رو مطالعات بیشتر در زمینه شناخت و روش های مقابله با این پدیده از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق، اثر میکروسیلیس، بنتونیت و خاکستر پوسته برنج بر روی تغییر حجم خاک مورد مطالعه بررسی شد. بر اساس نتایج آزمایش ها افزودن میکروسیلیس تا حدود4 درصد وزنی خاک، باعث کاهش رمبندگی شده و افزودن بیش از این مقدار تاثیری در کاهش رمبندگی ندارد. در حالت افزودن چند ماده تثبیت کننده بصورت ترکیبی شامل 3 درصد میکروسیلیس ثابت و درصدهای متغیر بنتونیت و خاکستر پوسته برنج، پتانسیل رمبندگی به طور پیوسته و چشمگیر روند کاهشی داشته است.

کلید واژگان: خاک رمبنده, بنتونیت, میکروسیلیس, خاکستر پوسته برنج, پتانسیل رمبندگی, تثبیت

Evaluation of collapse potential of silty sandy soil stabilized with microsilica, bentonite and rice husk ash

Abdolhossein Haddad, Sayyed Hossein Dastigerdi*

Journal of Modeling in Engineering, Volume:13 Issue: 42, 2015, P 87

Collapsible soil is defined as loose deposit with a metastable and porous structure and mostly is found in arid and deserted regions.The particles of soil in the unsaturated state are connected together by capillary tension and in the dry state by cementation such as clay and silt bond or by other cohesive material like calcium silicate. The cementation agent makes a relatively high apparent strength in this type of soils but it will collapse in wet condition due to weakening effect of moisture.As city of Semnan is located in a dry area with collapsible soil in some parts of its urban district. It is highly endangered by this natural phenomenon. Therefore further studies on recognition and developing method of dealing with this phenomenon is really important. This study investigated the effect of bentonite, microsilica and rice husk ash on soil volume change has been studied. Based on test results on stabilized samples, by adding microsilica up to 4% of total weight of soil sample will reduce collapse potential, but increasing percentage of microsilica will have opposite effect. In addition by adding a mixture of additives consists of fixed portion of 3% of microsilica and variation portion of bentonite as well as by adding rice husk ash the results show that collapse potential had been reduced continuously.

Keywords: Collapsible soil, Collapse potential, Stabilization, Bentonite, Microsilica, Rice husk ash

پیش بینی پتانسیل رمبندگی خاک های رمبنده از طریق شبکه های عصبی مصنوعی

جواد شریفی، ماشااله خامه چیان، محمد غفوری

نشریه مهندسی عمران مدرس، سال پانزدهم شماره 1 (بهار 1394)، صص 155 -165

در این تحقیق به منظور بررسی قابلیت شبکه های عصبی مصنوعی در تعیین پتانسیل رمبندگی، نمونه های متعدد خاک رمبنده از یک منطقه (دشت زاهدان) گردآوری شده است. در آزمایشگاه آزمایش های معمول رمبندگی بر روی آنها انجام و تعداد 130 نمونه خاک رمبنده حاصل از اعماق و مکان های مختلف دشت در پایگاه داده ثبت گردید. آزمایش رمبندگی انجام شده، تحکیم مضاعف بوده که برای بررسی بیشتر آزمایش های دانه بندی، وزن مخصوص، حدود اتربرگ و خواص مقاومتی نیز بر روی نمونه ها انجام گرفت. در مراحل بعد نتایج برای ورود به شبکه های عصبی مصنوعی آماده شده و مدل سازی انجام گردید. پس از مرحله آموزش شبکه و یادگیری، مدل های مختلف شبکه مورد سعی و خطا قرار گرفته و در ادامه مدل بهینه شبکه شامل شش ورودی و یک خروجی انتخاب شده است. با توجه به نتایج پیش بینی، مشخص شد که بین داده های تجربی و پیش بینی شده توسط شبکه عصبی مصنوعی بیشتر از 95 درصد همبستگی مشاهده می شود.

کلید واژگان: خاک های رمبنده, پتانسیل رمبندگی, مدل سازی, شبکه های عصبی مصنوعی

Prediction of collapse potential of soils using Artificial Neural Network

Quranic Knowledge Research, Volume:15 Issue: 1, 2015, PP 155 -165

Collapsible soils are soils that compact and collapse after they get wet. The soil particles are originally loosely packed and barely touch each other before moisture soaks into the ground. As water is added to the soil in quantity and moves downward، the water wets the contacts between soil particles and allows them to slip past each other to become more tightly packed. Water also affects clay between other soil particles so that it first expands، and then collapses like a house of cards. Another term for collapsible soils is «hydrocompactive soils» because they compact after water is added. The amount of collapse depends on how loosely the particles are packed originally and the thickness of the soil that becomes wetted. Collapsible soils consist of loose، dry، low-density materials that collapse and compact under the addition of water or excessive loading. These soils are distributed throughout the southwestern United States، specifically in areas of young alluvial fans، debris flow sediments، and loess (wind-blown sediment) deposits. Soil collapse occurs when the land surface is saturated at depths greater than those reached by typical rain events. This saturation eliminates the clay bonds holding the soil grains together. Similar to expansive soils، collapsible soils result in structural damage such as cracking of the foundation، floors، and walls in response to settlement. Collapsible soils may be suspected in undeveloped areas that have young، accumulating sandy and silty soils in dry areas. The soils may be confirmed to be collapsible through engineering testing. These tests include study of seismic waves through the soils، rates of drilling through the soils (blow counts)، and testing undisturbed soil samples obtained by careful drilling for compaction after wetting. In this study، the ability of Artificial Neural Networks (ANN) has been investigated to determine the collapse potential of soils. Therefore، different samples of collapsible soil have been collected from an area (Zahedan plain). General tests were performed on the samples in the laboratory and 130 samples of collapsible soil from different depths and locations were recorded in the database. The collapse potential tests (One-dimensional collapse test) was carried out on the samples and with the aim of further investigations، the grain size distribution، specific gravity، atterberg limits and strength properties of the samples were performed. In the later stages، the collapsible samples data were prepared for the artificial neural networks input. After the network training process and the subsequent learning، some network models have been selected under experiments، which include six inputs and one output. According to the predicted results، it was indicated that the correlation between experimental and predicted data by the ANN is 95%. Furthermore، the results show that artificial neural networks can predict collapse potential of soils، also the calculations and required tests will be reduced due to their simple use and inexpensive tests.

Keywords: Collapsible soil, Collapse Potential, Modeling, Artificial Neural Networks (ANN)

شناسایی وارزیابی خصوصیات مکانیکی خاک های رمبنده

جعفر بلوری بزاز *، محمدعلی معروف

نشریه زمین شناسی مهندسی ایران، سال پنجم شماره 1 (بهار و تابستان 1391)، صص 27 -40

خاک های رمبنده در صورت اشباع شدن بدون آنکه تغییری در تنش های اعمالی ایجاد کنند و یا تحت اثر ارتعاش قرار گیرند، نشست زیادی می کنند و ممکن است به پی ، جاده ، خطوط ریلی، سدها، خطوط لوله و یا دیگر سازه ها خسارت وارد آورند. خاک های رمبنده در بسیاری از مناطق جهان به صورت پراکنده، و در ایران بیشتر در مناطق مرکزی و شرقی مشاهده می شوند. در تحقیق حاضر، خاک محدوده ی شمال شرق شهر مشهد مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به مقاومت پایین خاک این منطقه هنگام اشباع شدن، به نظر می رسد که خاک محل پروژه مستعد رمبندگی باشد. علاوه بر این، با عنایت به احداث سازه های ریلی و ساختمان در محل، ممکن است در اثر ارتعاش ناشی از عبور قطار و افزایش رطوبت، نشست زیادی به خاک تحمیل شود و همین امر مشکلاتی برای سازه های ریلی و ساختمان های موجود ایجاد کند. در همین راستا تعیین میزان رمبندگی خاک ضروری می نمود. به این منظور، ابتدا مشخصات فیزیکی و مکانیکی خاک منطقه مورد ارزیابی قرار گرفت و سپس جهت تعیین میزان رمبندگی، معیارهای مختلت رمبندگی بررسی و با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج آزمایش های آزمایشگاهی انجام شده نشان داد که خاک به افزایش رطوبت حساس بوده است و در صورت اشباع شدن، پارامترهای مقاومتی آن کاهش می یابد. برای بررسی دقیق تر پتانسیل رمبندگی، تعدادی آزمایش برجا انجام شد. نتایج این آزمایش ها نیز نشان می دهد که خاک محل به افزایش رطوبت و رمبنده بودن حساس است و می تواند برای خطوط ریلی و سازه های احداثی در محل مشکل ایجاد کند.

کلید واژگان: آزمایش های صحرایی, پتانسیل رمبندگی, خاک رمبنده, معیار رمبندگی

Identification and evaluation of mechanical behavior collapsible soil (case study in north eastern of Iran)

J. Bolouri Bazaz *, Ma. Marouf

Journal of Iranian Association of Engineering Geology, Volume:5 Issue: 1, 2012, PP 27 -40

Collapsible soils, when saturated, without any change in applied stress or any vibration, undergo large settlements. This will cause damages to the building foundations, roads, rail road, dams, pipelines which may lead to fracturing and collapsing. Collapsible soils are scattered all over the world. In Iran they can be found in central and eastern part of the country. In the present research, the North Eastern of Mashhad has been studied in order to identify the collapsibility potential of soil in this area. This was necessary since new buildings construction such as subway of underground transportation system is in process. These buildings are commonly affected by vibration forces transmitted from this system. Physical and mechanical parameters of the collapsible soil in this area have been evaluated and various collapsibility criteria are compared. The laboratory test results indicate the collapsibility of the soil potential. Also field tests were performed to evaluate the mechanical properties and collapsibility potential of soils. The results have confirmed the possible collapsibility of sub-soil in this area, which may lead to unavoidable damages to the buildings and rail way system.

Keywords: Collapsible potential, Collapsible criteria, in situ tests

به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "پتانسیل رمبندگی" در نشریات گروه "فنی و مهندسی"