بخشی از مقاله
چکیده
از نظر زمین شناسی مهندسی خاك هاي آلی در رده خاك هاي مسئله دار قرار می گیرند که به دلیل حضور مواد آلی در آنها، مشکلات عدیده اي را در اغلب پروژه ها ایجاد می کنند. از جمله این مشکلات می توان به ظرفیت باربري پایین، نشست زیاد در محل شالوده سازه ها، تورم و غیره اشاره کرد که در صورت حضور این خاکها در محل پروژه ها باید آنها را بهسازي و تقویت نمود. در این مقاله تأثیر افزودن آهک زنده و دوره عمل آوري روي مقاومت فشاري تک محوري خاك آلی جنگل شهید زارع ساري بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که افزودن آهک زنده خواص مقاومتی خاك آلی را تغییر می دهد. در این راستا با افزایش مقدار آهک و نیز دوره عمل آوري، مقاومت فشاري تک محوري خاك مورد آزمایش افزایش می یابد. همچنین مقدار بهینه آهک باید تعیین شود که در این بررسی بیشترین مقاومت فشاري حاصل شده، براي نمونه هاي با پنج درصد آهک و دوره عمل آوري بیست و هشت روز می باشد.
کلمات کلیدي: خاك آلی، بهسازي، آهک زنده، مقاومت فشاري تک محوري، خصوصیات ژئوتکنیکی.
مقدمه
خاك هاي آلی و تورب حد نهایی خاك هاي سست هستند. آنها در معرض ناپایداري هایی مانند نشست متمرکز، گسیختگی شیبی و نشست درازمدت، حتی با افزایش بارهاي تدریجی قرار دارند . - Haut et al, 2005 -
به دلیل وجود پوشش گیاهی متراکم و شرایط مناسب آب و هوایی، پراکندگی خاك هاي آلی در مناطق شمالی ایران فراوان است. با توجه به رشد روز افزون جمعیت و توسعه پروژه هاي عمرانی حضور این نوع خاك ها در بسیاري از موارد اجتناب ناپذیر بوده و در صورت وجود این خاك ها بعنوان پی سازه ها باید از روش هاي مختلف بهسازي استفاده کرد. در ایران تحقیقات زیادي روي خصوصیات ژئوتکنیکی و بهسازي خاك هاي آلی صورت نگرفته است. به طور مثال مجنونیان و صادقی - 1383 - خصوصیات ژئوتکنیکی و روش بهسازي با آهک خاك هاي سري نم خانه جنگل خیرودکنار را مطالعه کردند. Malkawi و همکاران - 1999 - تأثیر مواد آلی بر ویژگیهاي فیزیکی و فیزیکوشیمیایی خاك هاي ایلیتی را مطالعه کرده و نشان دادند که مواد آلی تراکم پذیري، مقاومت و چگالی خشک حداکثر خاك را کاهش داده و رطوبت بهینه و میزان تورم را افزایش می دهد. همچنین Chikyala
- 2008 - ویژگیهاي ژئوتکنیکی خاك هاي آلی تگزاس با درصد هاي مختلف آهک و بهسازي آنها را مورد بررسی قرار داده است و نشان داده که درصد مواد آلی با مقدار تورم خطی و مقاومت فشاري تک محوري خاك رابطه عکس دارد. Sakr و همکاران - 2009 - نیز کاربرد آهک را در تثبیت خاك هاي رسی نرم با درصد مواد آلی بالا بررسی کردند و نشان دادند که اضافه کردن 7 درصد آهک به طور رضایت بخشی ویژگیهاي خاك مورد مطالعه آنها را بهبود می بخشد.
این واکنش نتیجه جایگزینی یون یک ظرفیتی سدیم - Na+ - و هیدروژن - H+ - خاك با یون دو ظرفیتی کلسیم آهک - Ca++ - است. این واکنش باعث بهم پیوستن ذرات خاك رس شده و در نتیجه منجر به اصلاح خاصیت پلاستیسیته خاك می شود. از آنجایی که آهک ترکیب بسیار خوبی با آب دارد، این واکنش از انواع واکنش هاي فعال است که باعث در هم شکستن توده هاي خاك رس گشته و با بیرون کشیدن آب از میان توده هاي خاك، مصالح خشک تر و تراکم پذیرتري حاصل می گردد - کاووسی و هاشمیان، ١٣٨٠ - .
واکنش پوزولانی یا سمنتاسیون:
هنگامیکه Fe2o3 , Al2o3 , Sio 2 موجود در خاك با کلسیم موجود در آهک ترکیب می شوند، یک ژل بسیار مقاوم سیلیکات کلسیم و آلومینات تشکیل می گردد که عملکرد آن مانند ترکیبات سیمانی است. در این مورد آهک دو نقش ایفاد می کند که یکی اصلاح کننده و دیگري تثبیت کننده است. سمنتاسیون یک واکنش وابسته به زمان و واکنش کندي است که به میزان رس پوزولانی موجود در ترکیب وابسته است. خاك هاي تثبیت شده با آهک، با افزایش عمل هیدراتاسیون در طی زمان افزایش خاصیت داده و این بهبودي تا سالها درون خاك ادامه خواهد داشت - کاووسی و هاشمیان، ١٣٨٠ - .
کربناسیون:
کربناسیون یک پدیده نامطلوب است که در نتیجه عدم انجام واکنش خاك با آهک به وجود می آید. به این ترتیب که Co2 خاك یا هوا با Cao آهک ترکیب شده و باعث به وجود آمدن ترکیب Caco3 می گردد. این مسئله زمانی بوجود می آید که رس پوزولانی کافی در ترکیب خاك موجود نباشد و یا آهک بیش از حد نیاز به خاك افزوده شده باشد. Caco3 یک ماده پلاستیک است که باعث بالا رفتن خاصیت پلاستیسیته می گردد و از انجام واکنش پوزولانی جلوگیري می نماید. بنابراین افزودن بیش از حد آهک به خاك نتیجه خوبی در بر نداشته و لازم است براي تعیین درصد آهک و رطوبت بهینه طرح اختلاط صورت گیرد - کاووسی و هاشمیان، ١٣٨٠ - .
مواد و روش ها:
خاك: نمونه هاي خاك مورد آزمایش از جنگل شهید زارع در جنوب ساري و از نمونه هاي سطحی تا عمق حدود ١٠ سانتی متري برداشت شده است. برداشت نمونه ها به روش شبکه بندي بوده که در آن سطح زمین به مربع هایی با ابعاد یک متر تقسیم شده و از هر گوشه آن نمونه خاك به مقدار یک کیلوگرم برداشت می گردد
- جعفري حقیقی، . - 1382
آهک: آهک مورد استفاده در این تحقیق از نوع آهک زنده - quicklime - با فرمول شیمیایی Cao می باشد
که به صورت پودر و به مقدار درصد وزنی خاك مرطوب به نمونه هاي خاك آلی مورد آزمایش اضافه گردیده است.
عمل آوري: به منظور بررسی تأثیر دوره عمل آوري - curing - بر روي نمونه ها پس از آماده سازي نمونه ها در قالب آزمایش مقاومت فشاري تک محوري خاك و قرار دادن در کیسه هاي پلاستیکی با شرایط استاندارد دوره هاي عمل آوري روزه، سپري شده و سپس مورد آزمایش مقاومت فشاري تک محوري قرار گرفتند.
