عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر کیفیت آب منفذی بر خواص تورمی یک خاک متورم شونده در چرخه‌های تر و خشک
- دانشجو
- امین سلطانی
- استاد راهنما
- علی رئیسی استبرق
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - آب - سازه های آبی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6207;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 66645
- تاریخ دفاع
- ۱۳ بهمن ۱۳۹۳
- چکیده
- خاک های متورم شونده از جمله خاک های مشکل آفرین و مسئله دار در پروژه های عمرانی محسوب می شود. پدیده خشک و تر شدن این خاک ها اصطلاحاً چرخه های خشک و تر نامیده می شود. در این کار تحقیقاتی تأثیر کیفیت شیمیایی آب منفذی )رطوبت اولیه( بر خواص مکانیکی یک خاک متورم شونده رسی در چرخه های خشک و تر متوالی مورد بررسی قرار گرفت. تعداد 116 نمونه آزمایشگاهی با آب مقطر، محلول های نمک با غلظت 53 و 253 گرم بر لیتر به روش استاتیکی تهیه شد. )CaCl و کلسیم کلرید ) 2 )NaCl( سدیم کلرید اعمال چرخه های متناوب خشک و تر در دستگاه تحکیم اصلاح شده و دستگاه تحکیم معمولی تحت سر بار 13 کیلوپاسکال صورت پذیرفت و استغراق نمونه ها در چرخه های تر به وسیله آب مقطر انجام شد. تغییر شکل های محوری و جانبی، نسبت تخلخل ) و حجم ویژه(، وزن واحد حجم خشک و درصد رطوبت نمونه های آزمایشی در حین چرخه های مختلف خشک و تر تعیین گردید. علاوه بر آن منحنی مشخصه خاک به ازای کیفیت های گوناگون آب منفذی تعیین شد. نتایج نشان داد که پتانسیل تورمی تمامی نمونه های آزمایشی با اعمال و تکرار چرخه های متناوب خشک و تر به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. همچنین تغییر شکل های ناشی از انقباض و تورم، تغییرات حجم ویژه و وزن واحد حجم خشک نمونه های تهیه شده با آب منفذی متفاوت نشان داد که مقادیر آن ها با افزایش تعداد چرخه های متوالی خشک و تر به مقدار نسبتاً ثابتی می رسد. علاوه بر آن مسیر های انقباضی-تورمی )تغییرات نسبت تخلخل با درصد رطوبت( برای تمامی نمونه های آزمایشی در شکل بوده و شامل دو بخش منحنی شکل با شیب ملایم و یک بخش خطی با S چرخه های خشک و تر تقریباً شیب تند می باشد. نتایج حاصل از منحنی های تغییرات نسبت تخلخل با مکش ماتریک خاک برای شرایط خشک و تر شدن طی چرخه های مختلف نیز نشان دهنده آن است که این منحنی ها با افزایش تعداد چرخه ها به سمت یکی شدن پیش می روند که بیانگر حذف تدریجی پدیده پسماند )هیسترسیس( می باشد. کلید واژه ها: چرخه های خشک و تر، آب منفذی، محلول های نمک، دستگاه تحکیم اصلاح شده، مسیر های انقباضی-تورمی، پدیده پسماند )هیسترسیس(
- Abstract
- Expansive soils are classified as problematic soils which pose a significant hazard to civil engineering structures due to its strong swelling and shrinkage potential. In this research an experimental program was developed to investigate the effect of pore fluid chemistry on the mechanical behavior of an expansive soil during consecutive drying and wetting cycles. A number of 176 soil samples with different pore fluid qualities consisting of distilled water, sodium chloride (NaCl) and calcium chloride (CaCl2) with concentrations of 50 and 250 g/L were prepared by static compaction. Drying and wetting cycles were conducted on various soil samples under a surcharge pressure of 10kPa using a modified and a series of conventional oedometer apparatuses. Soil samples were dried under a constant temperature of 45oC and distilled water was used for flooding soil samples during wetting cycles. Axial and radial deformation, void ratio (and specific volume) and dry unit weightwas determined during various periods of drying and wetting. In addition the soil water characteristic curve (SWCC) for samples with different pore fluid qualities was also determined using the filter paper method. Results indicated that conducting consecutive drying and wetting causes a considerable reduction in swelling potential for soil samples prepared with different pore water qualities. Furthermore the swelling and shrinkage potential, specific volume and dry unit weight for soil samples reach equilibrium by repeating consecutive drying and wetting cycles. In addition void ratio-moisture content swell-shrink paths were determined; theses paths were proven to be nearly S shaped curves. These paths consist of two curved portions and a linear portion, and the majority of the deformations occurred in the linear section. The hysteresis phenomenon was also studied through the void ratio-suction paths and the results indicated that the hysteresis gradually disappeared with increasing the cycles of drying and wetting.
