بررسي استفاده از تكنيك دوغاب زيستي درافزايش ظرفيت باربري و مدول برشي ستون سنگ‌ريزه‌اي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

روش‌هاي مختلفي براي بهسازي خاك وجود دارد كه از بين اين روش‌ها، مي‌توان تزريق مواد شيميايي و بيولوژيكي را نام برد. تزريق مواد شيميايي مانند سيمان و آهك علاوه بر اثرات سمي، اغلب پرهزينه است. مواد بيولوژيكي به دليل سازگاري با محيط‌زيست اخيرا به طور گسترده استفاده شده و نتايج مطلوبي داشته‌است. در تحقيق حاضر، از فرآيند رسوب كلسيت ناشي از فعاليت ميكروبي(MICP) كه يكي از بهترين روش‌هاي بهسازي بيولوژيك خاك مي‌باشد، استفاده شده‌است. در اين روش، پس از تزريق محلول باكتري، محلول تثبيت و سمنتاسيون به خاك تزريق مي‌شود و سبب رسوب كلسيت مي‌شود، به اين ترتيب خصوصيات خاك بهبود چشمگيري پيدا‌ مي‌كند. در اين مطالعه، تأثير بهسازي بيولوژيك بر روي ظرفيت باربري و مدول برشي مورد ارزيابي قرار گرفته‌است. براي انجام اين تحقيق، از خاك رس با پلاستيسيته بالا و ماسه ريزدانه استفاده شده‌است. باكتري مورد استفاده در اين مطالعه باسيلوس پاستوري مي‌باشد. در اين تحقيق، براي ارزيابي ظرفيت باربري، آزمايش‌هايي بر روي ستون‌هاي ماسه‌اي بهسازي شده به روش بيولوژيكي انجام شد. متغير اول، نسبت طول به قطر ستون(L/D) است كه با سه مقدار 2، 5/2 و 3 مشخص شد. متغير دوم، نحوه تزريق در نظرگرفته‌شد كه به سه صورت تزريق همه محلول‌ها به فاصله يك ساعت، مخلوط كردن محلول باكتري و تزريق محلول‌هاي ديگر و سطح آخر تزريق محلول سمنتاسيون به فاصله 16 ساعت از محلول تثبيت انجام‌شد. متغير سوم، غلظت محلول سمنتاسيون مي‌باشد كه برابر با 5/0، 1 و 5/1 در نظر گرفته‌شد. براي بارگذاري بر روي ستون‌هاي تكي از يك پي صلب دايره‌اي با قطر 5 سانتي‌متر استفاده شده‌است. طراحي آزمايش به روش تاگوچي(TODE) بوده و در نهايت با آناليز تاگوچي بهينه‌ترين حالت به‌دست ‌مي‌آيد. با توجه به نتايج آزمايش، مي‌توان بيان كرد كه مخلوط كردن باكتري سبب خروج باكتري از ستون و كاهش ظرفيت باربري مي‌شود. بهينه‌ترين حالت با توجه به آناليز تاگوچي، مربوط به نسبت طول به قطر(L/D) 3، تزريق محلول سمنتاسيون با فاصله زماني 16 ساعت و غلظت 5/1 مولار محلول سمنتاسيون به‌دست‌آمد. با توجه به حالت بهينه در ستون‌هاي تكي، گروه‌ستون‌ها با دو آرايش مربعي و مثلثي مورد ارزيابي قرارگرفتند. با توجه به مطالعات پيشين، فاصله بين ستون‌ها ثابت و برابر با D 5/2 در نظر گرفته‌شد. براي بارگذاري از يك پي صلب مربعي به عرض 18*18 سانتي‌متر استفاده‌شد و در نهايت بهينه‌ترين حالت گروه‌ستون با آرايش مربعي به‌دست‌آمد. براي ارزيابي مدول برشي، آزمايش مقاومت فشاري محدود نشده انجام شد كه مدول برشي نمونه بهسازي نشده برابر با 96/0 مگاپاسكال و در نمونه بهسازي شده برابر با 65/31 مگاپاسكال به‌دست‌آمد كه با توجه به افزايش 38 برابري مدول برشي نمونه بهسازي شده با تزريق زيستي نسبت به نمونه بهسازي نشده مي‌توان نتيجه‌گرفت كه استفاده از تزريق زيستي سبب افزايش مدول برشي مي‌شود.

223928

ژئوتكنيك

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان