پارامترهای موثر بر تنش انحرافی و سختی ماسه بهسازی شده تحت القاء رسوب کربنات کلسیم

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد لنگرود، دانشگاه آزاد اسلامی، لنگرود

2 گروه مهندسی عمران، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین

3 گروه مهندسی عمران، مدیریت ساخت، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین

4 عمران، واحد رودسر و املش، دانشگاه آزاد اسلامی، رودسر

10.22034/ceej.2025.62581.2398

چکیده

با افزایش جمعیت و رشد شهرنشینی، یکی از چالش‌های مهندسان ژئوتکنیک دسترسی به زمین‌های با ظرفیت باربری مناسب می‌باشد. تا کنون تکنیک‌های مختلفی مثل تراکم، تزریق و غیره، جهت بهسازی خاک به کار گرفته شده است. اخیراً روش‌های نوآورانه و دوستدار محیط زیست مثل بهسازی تحت القای رسوب کربنات کلسیم، توسعه یافته است که تحقیق در خصوص عوامل مؤثر بر بهبود، افزایش کارایی و کاهش هزینه‌های آن را ضروری می‌سازد. در این پژوهش، به بررسی تأثیر مولاریته محلول سیمانتاسیون، چگالی اپتیکی باکتری و زمان عمل‌آوری نمونه بر رفتار تنش-کرنش و تغییرات سختی ماسه بهسازی‌شده بیولوژیکی، توسط آزمایش سه محوری فشاری تحکیم‌یافته زهکشی نشده پرداخته شد. خاک مورد استفاده از نوع ماسه بد دانه‌بندی شده و از منطقه کوهین استان قزوین بوده که برای بهسازی آن از باکتری اسپروسارسینا پاستوری جهت تسریع واکنش و تولید رسوب، استفاده گردید. همچنین جهت جلوگیری از مسدودشدگی و کنترل توزیع یکنواخت رسوب، از روش تزریق چهار فازی استفاده شد. منحنی-های تغییرات تنش‌ انحرافی در برابر کرنش محوری نشان داد که مولاریته محلول سیمانتاسیون با افزایش 45 درصدی تنش انحرافی، بیشترین تأثیر را بر رفتار تنش-کرنش ماسه بهسازی‌شده داشته است و زمان عمل‌آوری نمونه و چگالی اپتیکی باکتری، دارای تأثیر کمتری در روند بهسازی بیولوژیکی بوده‌اند. از سوی دیگر، برای ماسه بهسازی‌شده با سطوح مولاریته و چگالی اپتیکی پایین، افزایش چندانی در تنش انحرافی نسبت به قبل از بهسازی حاصل نگردید. پس از بهسازی بیولوژیکی ماسه، سختی ثانویه (Esec) و سختی معادل ۵۰ درصد تنش انحرافی حداکثر (E50)، در حدود 5/1 تا 2 برابر افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The effective parameters on deviator stress and stiffness of treated sands by microbial induced calcite precipitation (MICP)

نویسندگان [English]

  • Seyed Abdollah Ekramirad 1
  • Mohammad Azadi 2
  • Naser Shamskia, 3
  • Bagher Heidarpour, 4
1 Department of Civil Engineering, langarud Branch, Islamic Azad University, langarud, Iran
2 Department of Civil Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
3 Department of Civil Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
4 Department of Civil Engineering, Roudsar and Amlash Branch, Islamic Azad University, Roudsar, Iran
چکیده [English]

Due to the increase in population, one of the challenges of geotechnical engineers is access to grounds with suitable bearing capacity. Until now, various techniques such as compaction, injection, etc., have been used for soil treatment. Recently, innovative and environmentally friendly methods have been developed, such as microbial induced calcite precipitation, which necessitates research on factors affecting the improvement, increasing its efficiency. In this research, the effect of cementation solution molarity, optical density of bacteria and curing time on stress-strain behavior and stiffness changes of biologically treated sand was investigated by consolidated undrained triaxial compression test. The used soil was SP sand from Kohin region of Qazvin province, which has been improved by Sprosarcina Pasteuri bacteria as a catalyst in accelerating the reaction and sediment production. Also, a 4-phase injection was used to prevent clogging and control the uniform distribution of CaCO3 precipitation. The curves of deviator stress against axial strain showed that the cementation solution molarity had the greatest effect on the stress-strain behavior of the treated sand, resulting in a 45% increase in deviatoric stress. In contrast, the effect of curing time and optical density of bacteria is less in the process of biological improvement. On the other hand, no significant increase in deviator stress was obtained for improved sand with low molarity and optical density levels compared to clean sand. After the biological treatment of sand, the secondary modulus (Esec) and stiffness equal to 50% of maximum resistance (E50) increased by approximately 1.5 to 2 times.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biological improvement
  • Cementation solution molarity
  • Optical density
  • Curing time
  • Deviator stress
  • Stiffness
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 22 اسفند 1403

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار