استفاده از روش بيولوژيكي جهت بهسازي خاك ماسه چمخاله

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

در شرايط كنوني، تغييرات آب و هوايي و شرايط زيست‌محيطي يكي از چالش‌هايي است كه جهان امروز با آن مواجه است. افزايش جمعيت و نيازهاي انسان‌ها به منابع، سبب شده است بهسازي و تثبيت زمين‌هاي نامرغوب بيش از هر زمان ديگري مورد توجه قرار گيرد. استفاده از روش‌هاي سنتي علاوه بر هزينه فراوان در مرحله تثبيت خاك، تاثيرات منفي بر محيط زيست مي‌گذارند. يكي از روش‌هاي نوين به عنوان جايگزيني براي روش‌هاي سنتي، استفاده از ميكروارگانيسم‌ها و ايجاد رسوبات كلسيم‌كربنات در بين ذرات خاك به جهت بهسازي خواص مكانيكي و مقاومتي خاك مي‌باشد. افزايش چسبندگي و افزايش مقاومت فشاري خاك از نتايج ايجاد رسوبات كلسيم‌كربنات در بين ذرات خاك ماسه‌اي مي‌باشد. با توجه به نياز به بررسي تاثير بهسازي بيولوژيكي بر خاك‌ها، در اين پژوهش تاثير بهسازي بيولوژيكي به صورت موردي بر روي خاك ماسه ساحلي چمخاله به عنوان خاك مسئله‌دار مورد بررسي قرار گرفته است.مطابق با مطالعات پيشين به منظور كشت باكتري در محيط‌كشت با مواد مغذي از محيط‌كشت ويناس و اوره و باكتري مورد استفاده در اين پژوهش باتوجه به بهترين نوع عملكرد در بين ميكروارگانيسم‌ها، باكتري اسپوروسارسينا‌پاستوري مي‌باشد. جهت شناسايي اوليه و آزمايشات ميكروبي از آزمايش گرم مثبت استفاده شده است، توانايي هيدروليز اوره در محيط كشت و همچنين عدم ايجاد آلودگي نيز مورد ارزيابي قرار گرفته است.آماده سازي و اضافه كردن محلول سمنتاسيون به نمونه‌ها با دو روش غرق‌آبي و تزريق چند‌مرحله‌اي انجام شده است. از آزمايش برش مستقيم در زمان‌هاي عمل آوري 8، 14 و 21 روزه جهت بررسي تاثير بهسازي بيولوژيكي بر ميزان چسبندگي و همچنين تغيير زاويه اصطكاك داخلي استفاده شده است. آزمايشات نشان مي‌دهند كه با افزايش زمان عمل‌آوري و همچنين استفاده از دستگاه گرمكن جهت ايجاد قوام در دماي 80 درجه ميزان چسبندگي خاك از 67/0 كيلوپاسكال در نمونه بهسازي نشده به 67/173 كيلوپاسكال در بهسازي به روش غرق‌آبي و 33/184 كيلوپاسكال در بهسازي به روش تزريق چند‌مرحله‌اي با زمان عمل‌آوري 21 روزه افزايش مي‌يابد، همچنين زاويه اصطكاك داخلي از 21/32 درجه در نمونه بهسازي نشده، به مقادير 7/40 درجه در نمونه بهسازي شده به روش غرق‌آبي و 62/42 درجه در نمونه بهسازي شده به روش تزريق چندمرحله‌اي با زمان عمل‌آوري 21 روزه افزايش مي‌يابد. جهت بررسي ميزان تغييرات مقاومت فشاري خاك از آزمايش سه محوره در شرايط محصور شده با فشار نرمال 50، 100، 150 كيلوپاسكال بر روي ماسه‌ي بهسازي نشده و همچنين آزمايش مقاومت فشاري تك محوره در شرايط عمل آوري 14 و 21 روزه در شرايط بهسازي شده استفاده شده است. نتايج حاصل از آزمايشات افزايش 32/3 و 88/4 برابري مقاومت فشاري تك‌محوري در نمونه‌هاي بهسازي شده را در مقايسه با نتايج حاصل از آزمايش مقاومت‌ فشاري سه‌محوري با فشار محصور شده 50 كيلوپاسكال نمونه‌هاي بهسازي نشده را نشان مي‌دهند.تغييرات ميزان نفوذپذيري خاك نيز در شرايط بهسازي نشده و همچنين بهسازي شده با زمان عمل‌آوري 21 روزه مورد آزمايش و بررسي قرار گرفته است و مشخص شده است كه با بهسازي نمونه خاك، نفوذپذيري تا 7/3 برابركاهش مي‌يابد. تغييرات سرعت موج برشي و همچنين ميزان توزيع رسوبات كربنات‌كلسيم در خاك توسط آزمايش المان خمشي مورد بررسي قرار گرفته است. در پايان جهت بررسي تشكيل رسوبات كربنات‌كلسيم در بين ذرات خاك از آزمايش تصويربرداري الكتروني (SEM) و آزمايش پراش اشعه ايكس (XRD) استفاده شده است.

236361

ژئوتكنيك

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان