نشریه زمین شناسی مهندسی

---

وجود املاح در بعضی از خاک­های ریزدانه رسی باعث ایجاد پدیده­ی واگرایی در این خاک­ها می­شود. عدم شناسایی دقیق رس­های واگرا خسارات و خرابی­هایی را به دنبال خواهد دشت زیرا ذرات خاک­های رسی واگرا تحت شرایط خاصی متفرق شده و به سرعت شسته می­شوند. در منطقه­ی سیمین دشت (واقع در استان سمنان)، برخی از سازه­های هیدرولیکی به­علت قرارگیری بر روی این نوع خاک­ها دچار آسیب­های جدی شده­اند. از اینرو در این تحقیق به بررسی خاک­های اطراف کانال انتقال آب در منطقه­ی مذکور و ارزیابی میزان واگرایی این خاک­ها پرداخته و در نهایت روش­های اصلاح این خاک­ها پیشنهاد شده است. بدین منظور نمونه­هایی از خاک محل تهیه و پس از تعیین مشخصات خاک، نمونه­های مذکور تحت آزمایش­های کرامب، هیدرومتری دوگانه و تست­های شیمیایی قرار گرفتند. نتایج حاصل بیانگر واگرایی خاک این منطقه به خصوص در اطراف کانال انتقال آب سیمین دشت بوده است. در این تحقیق تأثیر افزودن سیمان، آهک و آلومینیوم نیترات بر کاهش واگرایی نمونه­های خاک با انجام آزمایش­های پین­هول مورد بررسی واقع شد. نتایج آزمایش­های انجام شده بر روی نمونه­های اصلاح شده نشان داده که افزودن %5 سیمان، یا %5 آهک (بدون برطرف شدن کامل پدیده آبشستگی)، یا %3 آلومینیوم نیترات به خاک بسیار واگرا، و همچنین افزودن %3 سیمان، یا %5 آهک، یا %3 آلومینیوم نیترات به خاک واگرای این منطقه، موجب تثبیت آن خواهد شد.

---

 مهندسان ژئوتکنیک در بسیاری از پروژه‌ها با خاک‌های رسی دارای مقاومت کم و یا تورم زیاد مواجه می­شوند. تثبیت خاک یکی از راه‌های مقابله با مشکلات این نوع خاک‌ها است. آهک و سیمان متداول‌ترین مواد شیمیایی در تثبیت خاک‌ها خصوصاً خاک‌های رسی هستند. اگر در خاک رس تثبیت شده با آهک، سولفات وجود داشته باشد یا خاک در معرض سولفات قرار گیرد مشکلاتی از جمله کاهش مقاومت و افزایش تورم خاک رس بوجود می­آید. علت این پدیده، واکنش شیمیایی بین کانی‌های خاک رس، آهک و سولفات است که باعث به‌وجود آمدن کانی­های ایترینگایت و تاماسایت در خاک می­شود. استفاده از پسماندهای صنعتی موجود در کشور همانند خاکستر پوستۀ برنج[1] در عملیات تثبیت خاک می‌تواند توجیه قتصادی داشته باشد. خاکستر پوستۀ برنج شامل مقادیر زیادی سیلیکا با سطح ویژه بالاست که برای فعال­سازی واکنش بین آهک و خاک مناسب است. در این تحقیق از آهک و خاکستر پوسته برنج برای تثبیت خاک رس گچ‎دار استفاده می‎شود و مقاومت فشاری محدود نشده و پتانسیل تورم خاک رس تثبیت شده ارزیابی می‌شود. سولفات در ساحتار نمونۀ خاک موجود است. نتایج به‌دست آمده از این تحقیق نشان‌دهندۀ تأثیر مثبت خاکستر پوستۀ برنج بر افزایش مقاومت و کاهش تورم خاک رس گچ دار تثبیت شده با آهک است. از نقطه نظر تأمین مقاومت، مشخصات تورمی و اقتصاد طرح، اضافه کردن حدود 6-8% آهک و 8-10%  خاکستر پوستۀ برنج برای تثبیت خاک رس پیشنهاد می‌شود. 

---

خاک مارن، خاکی مساله‌دار است که در بسیاری از مناطق ایران به خصوص شهر قم گستردگی قابل توجهی دارد. به منظور ساخت و ساز بر روی خاک های مارن، لازم است تا قبل از ساخت، بهسازی این خاک‌ها با روش‌های موجود انجام شود. امروزه یکی از روش‌های رایجی که به منظور بهسازی خاک‌های مارنی مورد توجه قرار گرفته است، بهسازی با افزودنی‌های مختلف است. در این مقاله اثر متقابل سیمان و سرباره مس بر پارامتر‌های ژئوتکنیکی خاک مارن شهر قم مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله، از سیمان پرتلند تیپ دو و سرباره مس مصرفی از کارخانه ذوب مس تهران به عنوان تثبیت‌کننده خاک مارن استفاده شده است. نمونه‌ها با استفاده از منحنی تراکم در درصد تراکم‌های 95 و 90 درصد و با رطوبت‌های سمت خشک و سمت تر منحنی تراکم ساخته شده و افزودنی‌ها به میزان 5 و 10 درصد وزن خشک خاک با نسبت آب به افزودنی 44 درصد به آن اضافه شده‌اند و نمونه ها در دو زمان عمل‌آوری 7 و 28 روز تحت آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری قرار گرفته‌اند. همچنین درادامه به منظور بررسی و تحلیل ریز‌ساختاری نمونه‌های بهسازی شده با سیمان و سرباره مس، نمونه‌ها با استفاده از آزمایش‌های XRD و SEM مورد تحلیل قرار گرفته‌اند. نتایج بدست آمده از آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری نشان می‌دهد که افزودن سیمان به تنهایی باعث افزایش مقاومت فشاری خاک می‌شود اما افزودن سرباره مس به تنهایی تغییر چندانی در مقاومت فشاری خاک به همراه ندارد. این در حالیست که با افزودن پنج درصد سیمان، با افزایش مقدار سرباره‌ی مس، مقاومت نمونه‌ها کاهش خواهد یافت، اما با اضافه کردن 10 درصد سیمان، افزایش مقدار سرباره‌ی مس منجر به افزایش مقاومت نمونه‌ها خواهد شد. نتایج بدست آمده از آزمایش های XRD و SEM نشان می‌دهد که با افزودن سیمان و سرباره مس به خاک مارن، اندازه ذرات افزایش می‌یابد و ساختار متراکم در خاک تثبیت شده ایجاد می‌شود که البته افزایش اندازه ذرات در درصد‌های مختلف سیمان و سرباره مس، تفاوت چندانی با یکدیگر ندارد. حد روانی نمونه‌ها نیز با افزایش درصد سیمان افزایش یافته و افزایش درصد سرباره مس باعث کاهش حد روانی می‌شود.