اثر آلاینده گازوئیل بر روی خصوصیات ژئوتکنیکی خاک ماسه رس‌دار

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران- ژئوتکنیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان

2 گروه مهندسی عمران - ژئوتکنیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه زنجان

چکیده

هدف از این تحقیق، بررسی اثر آلاینده گازوئیل به­ عنوان آلاینده‌ای با وزن مخصوص کم­تر از آب بر روی خصوصیات ژئوتکنیکی رفتار خاک ماسه رس‌دار می‌باشد. به این منظور، مجموعه‌ای از آزمایش‌های ژئوشیمیایی (شامل آنالیزهای XRD و XRF)، ژئوتکنیکی (شامل توزیع اندازه دانه، میزان تبخیر گازوئیل، حدود اتربرگ و مقاومت فشاری تک‌محوری) و همچنین مشاهده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی بر روی خاک ماسه رس‌دار آلوده به سیال آلی گازوئیل انجام شد. نمونه‌ها برای انجام آزمایش‌ها به ­صورت مصنوعی به گازوئیل آلوده شدند. مطابق با نتایج به ­دست آمده با افزایش میزان آلودگی خاک به گازوئیل، مدول درجه‌بندی و اندازه ذرات خاک افزایش می‌یابد. همچنین مشاهده شد که با افزایش درصد گازوئیل، حد روانی و حد خمیری برای خاک آلوده به 16 درصد گازوئیل به ­ترتیب 9/28 و 47/54 درصد نسبت به خاک تمیز کاهش یافته و شاخص خمیری برای نمونه‌های کم­تر از 8 درصد گازوئیل روند افزایشی داشته و بعد از آن کاهش می‌یابد. مطابق با نتایج آزمایش تراکم پروکتور استاندارد (Standard Proctor Compaction Test) استاندارد ملاحظه شد که با افزایش درصد آلودگی خاک، دانسیته خشک حداکثر تا 8 درصد گازوئیل کاهش یافته و پس از آن افزایش می‌یابد و همچنین مقدار آب بهینه با افزایش درصد گازوئیل کاهش می‌یابد. در این مطالعه، آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری در سه دوره عمل‌آوری 7، 14 و 28 روزه بر روی نمونه‌ها انجام شد و مشاهده شد که برای هر سه دوره عمل‌آوری مقاومت فشاری تک‌محوری و کرنش گسیختگی کاهش می‌یابد. بیش­ترین مقاومت فشاری برای دوره عمل‌آوری 28 روزه به ­دست آمد، لیکن برای هر سه دوره عمل‌آوری نرخ کاهش کرنش ثابت است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Influence of Gas Oil Contamination on Geotechnical Properties of Clayey Sand

نویسندگان [English]

  • Milad Shahidi 1
  • Farhad Asemi 1
  • Farhang Farrokhi 2
1 Department of Civil and Geotechnical Engineering, Faculty of Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran
2 Department of Civil and Geotechnical engineering, Faculty of Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran
چکیده [English]

Contamination of soils with petroleum products, in addition to being an environmental problem, also makes it difficult from the point of view of geotechnical engineering and doubts the use of this soil following structures, road pavements, and other constructed structures. Sridharan et al. (1981) reported an increase in soil settlement due to contamination of the region's soil with hydrocarbons, resulting in damage to industrial buildings. In recent decades, due to the importance of studying the geotechnical behavior of contaminated soils with petroleum products, many studies have been conducted on the physical and chemical properties of these soils. Much research has been done on the geotechnical properties of fine-grained and coarse-grained soils contaminated with petroleum products (Shin and Das, 2001; Ratnaweera and Meegoda, 2006; Rahman et al., 2010; Al-Aghbari, 2011; Kermani and Ebadi, 2012; Karpuzcu et al., 2018). In this study, the emphasis is on the evaluation of the polluting effect of gas oil as a pollutant with a specific gravity less than water on the fine-grained and coarse-grained behavior of soil. For this aim, a set of geochemical (including XRD and XRF analyzes), geotechnical tests (including grain size distribution, gas evaporation, Atterberg limits, and unconfined compression strength), as well as observation by scanning electron microscopy on contaminated Clayey Sand by gas oil was done.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Contaminated soil
  • Clayey Sand
  • Gas oil
  • Scanning Electron Microscope (SEM)
  • Uniaxial Compression Strength (UCS)
اوحدی و، فخیم­ جو م، امیدنائینی س ت، "مقایسه نحوه تغییرات رفتار خمیری و نفوذپذیری بنتونیت در حضور آلاینده‌های آلی و فلزسنگین"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، 1395، 46 (4)، 36-25.
طاهری س، عبادی ت، مکنون ر، امیری م، "ارزیابی ریزساختاری تأثیر هم‌زمان آلاینده فلز سنگین سرب و گازوئیل بر پارامترهای مقاومتی مخلوط ماسه- بنتونیت"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، 1397، 48 (1)، 42-35.
Al-Aghbari M, Dutta R, Mohamedzeini Y, “Effect of diesel and gasoline on the properties of sands a comparative study”, International Journal of Geotechnical Engineering, 2011, 5 (1), 61-68.
Al-Sanad HA, Eid WK, Ismael NF, “Geotechnical properties of oil contaminated Kuwaiti sand”, Journal of Geotechnical Engineering, 1995, 121, 407-412.
Al-Sanad HA, Ismael NF, “Aging effects on oil-contaminated Kuwaiti sand”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 1997, 123 (3), 290-293.
Daka MR, “Geotechnical properties of oil contaminated soil”, PhD Thesis, University of Manchester, Manchester, UK, 2015.
Eissa AM, “Effects of gasoline-contamination on geotechnical properties of clayey soil”, The African Young Geotechnical Engineers Conference (AYGEC'16), Ghana, 12 pages, 2016.
Head KH, Epps RJ, “Manual of soil laboratory testing, volume 2: permeability, shear strength and compressibility tests”, 3 Whittles Publishing, 2010.
Ijimdiya TS, “Effect of oil contamination on particle size distribution and plasticity characteristics of lateritic soil”, Advanced Materials Research, 2012, 367, 19-25.
Karpuzcu M, Arbili MM, Ghaffoori F, Cabalar AF, “An assessment of the effects of light crude oil on the geotechnical properties of asoil”, International Journal of Advances in Mechanical and Civil Engineering, 2018, 5 (5).
Kermani M, Ebadi T, “The effect of oil contamination on the geotechnical properties of finegrained soils”, Soil and Sediment Contamination: An International Journal, 2012, 21, 655-671.
Khamehchiyan M, Charkhabi AH, Tajik M, “Effects of crude oil contamination on geotechnical properties of clayey and sandy soils”, Engineering Geology, 2007, 89, 220-229.
Liu Z, Liu S, Cai YJ, “Engineering property test of kaolin clay contaminated by diesel oil”, Journal of Central South University, 2015, 22, 4837.
Nasehi SA, Uromeihy A, Nikudel MR, “Influence of gas oil contamination on geotechnical properties of fine and coarse-grained soils”, Geotechnical and Geological Engineering, 2016, 34, 333-345.
Olgun M, Yildiz M, “Effect of organic fluids on the geotechnical behavior of a highly plastic clayey soil”, Applied Clay Science, 2010, 48, 615-621.
Rahman ZA, Hamzah U, Taha MR, Ithnain, NS, Ahmad N, “Influence of oil contamination on geotechnical properties of basaltic residual soil”, American Journal of Applied Sciences, 2010, 7 (7), 954-961.
Rahman Z, Umar H, Ahmad N, “Engineering geological properties of oil-contaminated granitic and metasedimentary soils”, Sains Malaysiana, 2011, 40, 293-300.
Ramírez-León H, “The Oil Spill in the Gulf of Mexico”, In: Klapp J, Cros A, Velasco Fuentes O, Stern C, Rodriguez Meza M, (eds) Experimental and Theoretical Advances in Fluid Dynamics. Environmental Science and Engineering, Springer, Berlin, Heidelberg, 2012.
Ratnaweera P, Meegoda J, “Shear strength and stress-strain behavior of contaminated soils”, Geotechnical Testing Journal, 2006, 29 (2), 133-140.
SAPEM, “South African pavement engineering manual”, South African National Roads Agency Limited, South Africa, 2011.
Shin EC, Das BM, “Bearing capacity of unsaturated oil-contaminated sand”, International Journal of Offshore and Polar Engineering, 2001, 11 (03).
Somayajulu YP, Anderson KO, “Preliminary report on analysis of soil cement mixture”, Alberta Co- operative Highway Research Programme. Department of Engineering, the University of Alberta, Edmonton, Alberta, 1971.
Sridharan A, Nagaraj TS, Sivapullaiah PV, “Heaving of soil due to acid contamination”, Proc. 10th Int. Conf. on SM and FE, Stockholm, 1981, 6, 383-386.
Ur-Rehman H, Abduljauwad SN, Akram T, “Geotechnical behavior of oil contaminated fine-grained soils”, Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 2007, 1-12.
U.S. Environmental Protection Agency (USEPA), “Must for USTs a summary of the new regulations for the underground storage tank sys-tems”, Office of Underground Storage Tanks, Washington, DC, US, 1988.
Yong RN, “Geoenvironmental engineering: contaminated soils, pollutant fate and mitigation”, CRC Press, 2001.
Yong RN, Warkentin BP, “Soil properties and behaviour”, Elsevier Scientific, Amsterdam, 449, 1975.