نشریه زمین شناسی مهندسی

---

از جمله روش¬های تشخیص پتانسیل واگرایی خاک¬های رسی، آزمایش‌های شیمیایی هستند. این آزمایش‌ها بر اساس تأثیر یون سدیم به‌عنوان عامل شیمیایی اصلی در واگرایی خاک رس، بنا نهاده شده¬اند. بررسی¬های انجام شده نشان می¬دهند که بین نتایج آزمایش‌ها فیزیکی و معیارهای شیمیایی تشخیص پتانسیل واگرایی خاک¬های رسی، تطابق چشم‌گیری وجود ندارد. در پژوهش حاضر پس از تهیۀ نتایج آزمایش‌های انجام شده بر روی 18 منابع قرضه مصالح رسی سدهای خاکی، ابتدا هم‌خوانی معیار شیمیایی دکتر رحیمی با نتایج آزمایش پین هول بررسی شده و سپس با مبنا قرار دادن نتایج آزمایش پین هول، معیار اصلاح شده در شکل کلی معیار پیشنهادی توسط معیار شیمیایی دکتر رحیمی پیشنهاد شده¬ است. نتایج بررسی¬های انجام شده در محدودۀ اطلاعات آزمایشگاهی موجود در این پژوهش نشان می¬دهند در حالی که میزان تطابق معیار شیمیایی دکتر رحیمی با نتایج آزمایش پین هول 63% است، میزان تطابق معیار اصلاح شده پیشنهادی با نتایج آزمایش پین هول 74% است. شایان ذکر است که معیار شیمیایی دکتر رحیمی بر اساس نتایج 24 نمونه آزمایشگاهی تدوین شده در حالی‌که معیار پیشنهادی در پژوهش حاضر بر اساس نتایج 234 نمونه آزمایشگاهی تدوین شده است.

---

خاک‌های واگرا از جمله خاک‌های مشکل آفرین است و در سازه‌های آبی نظیر سدهای خاکی و کانال‌های آبیاری باعث ایجاد صدمات و تخریب‌های موضعی بسیاری می‌شوند. از روش‌های تثبیت خاک‌های واگرا افزودن سرباره کوره‌های ذوب فلزات و آهک است. در این پژوهش، خاک رس با خمیری کم برای بهبود واگرایی، مقاومت برشی و خواص خمیری با 1 و 2 درصد آهک و سرباره با مقادیر 5/0، 1، 3 و 5 درصد وزنی ترکیب شده ‌است. نمونه‌ها به‌مدت 1 روز در دما و رطوبت ثابت نگه داشته شده و سپس روی آن آزمایش برش مستقیم، مقاومت تک‌محوری و پین هول انجام شده است. از نتایج حاصل از این آزمایش­ها مشاهده شد که با وجود واگرایی نمونه اولیه خاک با نشانه D1 در آزمایش پین هول، نمونه حاوی 2 درصد وزنی آهک و 5 درصد وزنی سرباره غیرواگرا با نشانه ND2 طبقه‌بندی شده ‌است. نتایج آزمایش برش مستقیم نشان داد که میزان چسبندگی برای نمونه‌های تثبیت شده با %1 آهک از 238/0 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع برای نمونه بدون سرباره، به‌ترتیب به 251/0، 373/0، 41/0 و 48/0 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع به‌ازای افزودن 5/0، 1، 3 و 5 درصد سرباره افزایش یافته است. هم‌چنین میزان مقاومت تک محوری برای نمونه‌های تثبیت شده با %1 آهک از 0014/1 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع برای نمونه بدون سرباره، به‌ترتیب به 0616/1، 0782/1، 2127/1 و 2246/1 کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع به‌ازای افزودن 5/0، 1، 3 و 5 درصد سرباره افزایش یافت. نتایج آزمایش‌های تعیین حدود اتربرگ بیان‌گر آن است که با افزایش سرباره و آهک، حد روانی و نشانه خمیری کاهش می‌یابد و موجب بهبود خصوصیات خمیری خاک می‌‌شود. با توجه به نتایج مشاهده شده می‌توان گفت که استفاده از سرباره به‌عنوان محصول فرعی صنایع ذوب آهن به‌صورت جای‌گزین درصدی از آهک مصرفی به‌منظور کاهش پتانسیل واگرایی خاک رسی مؤثر است.
 

---

بهره‌گیری از امواج الکترومغناطیس روی عصاره اشباع به‌عنوان یک عامل اثرگذار در افزایش دقت اندازه‌گیری پارامترهای شیمیایی و تعیین عوامل مؤثر بر حلالیت املاح خاک برای تشخیص دقیق‌تر میزان پتانسیل واگرایی خاک، خصوصاً خاک‌های نیمه‌واگرا است. در این پژوهش از اثربخشی امواج الکترومغناطیس بر تهیه گل اشباع به‌عنوان روشی نوین برای دست‌یابی به نتایج تجزیۀ شیمیایی دقیق‌تر استفاده شده است. یازده نمونه خاک از مناطق مختلف استان خوزستان که عمدتاً مسئله‌دار بوده‌اند جمع‌آوری شد. برای هر نمونه خاک آزمایش پین‌هول و آزمایش‌های شیمیایی روی عصاره‌های اشباع حاصل از: گل اشباع تحت تأثیر امواج فرابنفش (nm 360-256)، امواج مرئی(nm700-400)، بدون تابش امواج (روش استاندارد) انجام شد. پارامترهای شیمیایی EC، pH ، غلظت  کاتیون‌ها و آنیون‌های مهم خاک اندازه‌گیری شدند، نتایج حاصل از اثربخشی امواج الکترومغناطیس با روش استاندارد تهیۀ عصاره اشباع و پین‌هول مقایسه شد. تحلیل مقادیر اندازه‌گیری شده EC, pH و نسبت جذب سدیم براساس روش معیار شیمیایی برای نمونه‌های تحت تابش منجر به تشخیص دقیق‌تر خاک‌های نیمه واگرا در نمونه‌های تحت تابش نسبت به نمونه‌های بدون تابش و آزمایش پین‌هول شد‌. ضرایب هم‌بستگی محاسبه شده برای نمونه‌های تحت تابش نشان داد این امواج بر حلالیت ژیپس و هالیت مؤثر است و نتایج اندازه‌گیری بسیار دقیق‌تر و واقعی‌تری نسبت به‌روش استاندارد ارائه کرده‌اند.
 

---

وجود املاح سدیم در بعضی از خاک‌های ریزدانه رسی باعث ایجاد پدیدۀ واگرایی در این خاک‌ها می‌شود. عدم شناسایی دقیق رس‌های واگرا خسارات و خرابی‌هایی را به‌دنبال دارد زیرا ذرات خاک‌های رسی واگرا تحت شرایط خاصی متفرق شده و به‌سرعت شسته می‌شوند. در این پژوهش به بررسی میزان واگرایی خاک‌های رخنمون یافته در جنوب شرق یزد پرداختیم و در نهایت اصلاح پتانسیل واگرایی خاک با استفاده از نانو سلولز بررسی ‌شد. پس از انجام یک‌سری آزمایش‌های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی، مشخصات خاک‌های بررسی شده تعیین شد و درجۀ واگرایی خاک‌ها با انجام آزمایش‌های شیمیایی، پین‌هول،کرامب و هیدرومتری مضاعف مشخص شد. هم‌چنین با استفاده از سیستم طبقه‌بندی، واگرایی خاک­ها بررسی ‌شد. نهایتاً تثبیت واگرایی خاک با تهیه نمونه‌های ترکیب شده با 5/0، 1 و 5/1 درصد نانو سلولز انجام شد. نتایج نشان داد که خاک‌های بررسی شده در گمانه A دارای واگرایی متوسط و در گمانه B واگرایی شدید تا کمی واگرا است. بنابراین می­توان نتیجه گرفت هر چه به‌سمت مرکز دشت نزدیک‌تر شویم واگرایی بیش‌تر می­شود. هم‌چنین نتایج آزمایش‌های تثبیت واگرایی خاک نشان داد رطوبت بهینه و وزن مخصوص خشک حداکثر به‌ترتیب افزایش و کاهش می‌یابد. افزایش مقاومت تک‌محوری و عدد CBR نمونه‌ها نشان می‌دهد افزایش نانو سلولز تأثیر مثبت بر نمونه‌های اصلاح شده دارد و موجب اصلاح واگرایی خاک این منطقه می‌شود.