تاثیر نانورس بر رفتار مقاومتی خاک ماسه لایدار در معرض سیکلهای یخزدن و آبشدن - دانشکده فنی و مهندسی
تاثیر نانورس بر رفتار مقاومتی خاک ماسه لایدار در معرض سیکلهای یخزدن و آبشدن
نوع: Type: پایان نامه
مقطع: Segment: کارشناسی ارشد
عنوان: Title: تاثیر نانورس بر رفتار مقاومتی خاک ماسه لایدار در معرض سیکلهای یخزدن و آبشدن
ارائه دهنده: Provider: سیده حدیثه موسوی - مهندسی عمران
اساتید راهنما: Supervisors: دکتر عباس قدیمی
اساتید مشاور: Advisory Professors:
اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر محمد ملکی، دکتر وحیدرضا اوحدی
زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 10:30 - 1405/4/13
مکان ارائه: Place of presentation: کلاس 45
چکیده: Abstract: چکیده: در دنیای امروز، باتوجهبه نیازهای گسترده بشر، ارتقای ویژگیهای مواد و مصالح مصرفی اهمیت زیادی دارد. در مهندسی عمران، بهبود خواص خاک بهویژه خاکهای ماسهای لایدار از اولویتهای اساسی است. یکی از روشهای نوین بهسازی خاک، استفاده از فناوری نانو و بهکارگیری نانورسهای اصلاحشده است که با افزایش انسجام ذرات، پر کردن منافذ و ایجاد پیوندهای جدید، میتوانند خواص فیزیکی و مکانیکی خاک را بهبود داده و پایداری آن را افزایش دهند. این رویکرد بهعنوان راهکاری کارآمد برای بهبود خاکهای ناپایدار و مقاومسازی زیرساختها مطرح است. در تحقیق حاضر، هدف بررسی چگونگی تأثیر افزودن نانورس و ترکیب آن با آهک بر رفتار مقاومتی خاک ماسهای لایدار است. در این پژوهش، درصد لای خاک نیز بهعنوان متغیری مستقل در سه سطح بدون لای و دارای10٪ و 20٪ لای مورد بررسی قرار گرفت. بهمنظور ارزیابی اثرات افزودنیها، آزمایشهای مقاومت فشاری محصورنشده و برش مستقیم بر روی نمونههای تهیهشده در شرایط مختلف انجام شد. برای این آزمایشها نمونهها با درصدهای مختلف نانورس 0، 5/1، 3 و 5/4٪ و با درصدهای مختلف آهک (2 و4) و با دورههای عملآوری 1، 7 و 28 روزه ساخته شدند. همچنین بر روی نمونههای عملآوریشده به مدت 28 روز، بهمنظور ارزیابی دوام و پایداری مکانیکی خاک، سیکلهای یخزدن و آبشدن 1 ، 3، 5 و 7 اعمال شد. در ادامه، آزمایشهای برش مستقیم برای نمونههای 28 روزه بدون اعمال سیکل و با ترکیب نانورس و آهک انجام گرفت. این آزمایشها در سه سطح تنش قائم 50، 100 و 150 کیلوپاسکال انجام شدند تا تغییرات چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی خاک در اثر افزودنیها مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج آزمایشهای مقاومت فشاری محصورنشده نشان داد که افزودن نانورس و ترکیب آن با آهک موجب افزایش قابلتوجه مقاومت و بهبود دوام نمونهها در برابر این سیکلها میشود. افزایش مقاومت نمونهها در مقایسه با خاک بدون افزودنی بیش از 50% بوده و اثر بهینه در نمونههای دارای 10 درصد لای مشاهده شد. در حالت بهینه شامل 3 درصد نانورس، مقاومت فشاری محصورنشده در نمونه دارای 10 درصد لای از 59/188 به 95/299 کیلوپاسکال افزایش یافت که بیانگر افزایش حدود 55 درصدی نسبت به خاک بدون افزودنی است. همچنین، استفاده همزمان از 3 درصد نانورس و 4 درصد آهک بیشترین بهبود عملکرد را ایجاد کرد و مقدار مقاومت فشاری محصورنشده را به 94/1420 کیلوپاسکال رساند که افزایش حدود 653 درصدی نسبت به نمونه پایه را نشان میدهد. علاوه بر این، نمونه بهینه پس از اعمال 7 سیکل یخزدگی – آبشدن نیز بخش قابلتوجهی از مقاومت خود را حفظ کرد که بیانگر بهبود دوام و پایداری مکانیکی خاک تثبیتشده است. نتایج آزمایشهای برش مستقیم نیز نشان داد که افزودن نانورس و آهک سبب افزایش محسوس چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی شده و در مقایسه با خاک طبیعی، چسبندگی تا بیش از 4 برابر و زاویه اصطکاک داخلی حدود 10 تا 20٪ افزایش مییابد. تحلیل کلی نتایج آزمایشهای مقاومت فشاری محصورنشده و برش مستقیم نشان داد که نمونه 28 روزه با 10٪ لای و ترکیب افزودنی 3٪ نانورس و 4٪ آهک بهترین عملکرد مکانیکی را داشته و بیشترین مقاومت و دوام را در برابر سیکلهای یخزدن و آبشدن از خود نشان میدهد. بر این اساس، این ترکیب بهعنوان حالت بهینه برای بهبود رفتار مقاومتی و پایداری خاک ماسهای لایدار معرفی میگردد.