مطالعه استفاده از تثبيت بيولوژيكي در بهبود عملكرد خاك ماسه اي

كارشناسي ارشد

در بسياري از نقاط جهان خاك در حالت طبيعي داراي شرايط لازم براي ساخت و ساز نمي باشد و در صورت عدم بهبود خواص آن، منجر به خرابي هاي سنگين مي شود. بنابراين نياز به اعمال فرآيندهايي به منظور بهبود خواص مكانيكي خاك همچون مقاومت برشي، هدايت هيدروليكي، سختي و .. مي باشد كه اين فرآيندها به عنوان بهسازي خاك شناخته مي¬شوند. با توجه به استفاده از سيمان و مشتقات آن در اكثر روش هاي بهسازي خاك و مشكلات زيست محيطي مرتبط با توليد و استفاده از سيمان و به تبع آن عدم ارضا پارامترهاي توسعه پايدار در رابطه با اكثر روش هاي بهسازي خاك، همواره نياز به جستجوي روشي نوين احساس شده است. يكي از جديدترين روش هايي كه به منظور بهسازي خاك مورد استفاده قرار گرفته است روش سيمانتاسيون زيستي با استفاده از رسوب القايي كربنات كلسيم مي باشد. در اين روش به واسطه ي ميكروارگانيسم مولد آنزيم اوره آز و هيدروليز اوره، يون كربنات توليد شده و در حضور يون كلسيم، رسوب كلسيم كربنات ايجاد مي شود كه منجر به سيمانتاسيون خاك يا به عبارتي چسبيدن ذرات خاك به يكديگر مي شود. به دليل طبيعت پيچيده بيوشيميايي-ژئوتكنيكي اين روش، پارامترهاي مختلفي در آن تاثيرگذار مي باشند و به همين دليل نياز به تحقيقات گسترده در رابطه با آن احساس مي¬شود. به همين منظور در تحقيق حاضر با استفاده از يك باكتري بومي به بررسي برخي پارامترهاي دخيل در اين روش همچون عوامل موثر بر نوع رسوب توليدي، اندازه ذرات خاك، ميزان كلسيم كربنات ورودي، نرخ ورود محلول به نمونه و ... به وسيله ي سه روش ورود محلول به نمونه كه شامل تزريق با استفاده از پمپ با نرخ ورود ثابت، تزريق به روش ثقلي و تزريق نفوذي مي شود، پرداخته شده است. نمونه هاي به دست آمده با استفاده از آزمون تك محوره و بررسي¬هاي ميكروسكوپي و پراش اشعه ايكس (XRD) تحليل و سپس برخي پارامترها توسط روش هاي آماري بررسي شده اند. در ادامه نيز با توجه به مشكل روزافزون ريزگرد به بررسي امكان استفاده از اين روش در كاهش توانايي توليد ريزگرد در خاك ريزدانه پرداخته شده است و نتايج با استفاده از تونل باد مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج سيمانتاسيون خاك نشان از مقاومت بيشتر در خاك با اندازه دانه بزرگتر دارد به طوري كه مقاومت آن به 5/2 مگاپاسكال رسيده است در صورتي كه در خاك هايي با اندازه ريزتر مقاومت به مراتب كمتري مشاهده شده است. همچنين افزايش ميزان كلسيم كربنات ورودي، كاهش نرخ ورود محلول به نمونه و افزايش زمان ماند محلول در نمونه منجر به افزايش مقاومت شده است. نتايج حاصل از تونل باد نيز نشان از آن دارد كه از اين روش به منظور كاهش توليد ريزگرد به خوبي مي توان استفاده نمود.

189507

دانشگاه علم و صنعت ايران

ژئوتكنيك

دكتر محسن صابر ماهاني - دكتر حبيب شاه نظري