مطالعه‌ی آزمایشگاهی تاثیر ذرات نانو بر مشخصات دینامیکی خاک‌های ریزدانه‌ی سیمانته شده

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشگاه بناب، بناب، آذربایجان شرقی، ایران.

2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه بناب، بناب، آذربایجان شرقی، ایران

3 مهندسی ژئوتکنیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین

4 گروه مهندسی عمران، دانشگاه بناب، بناب، اذربایجان شرقی، ایران

5 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بناب، بناب، آذربایجان شرقی، ایران

10.22034/ceej.2026.67689.2441

چکیده

می‌توان با استفاده از سیمان و نانورس به بهبود مشخصات دینامیکی خاک کمک کرد.در پژوهش حاضر، رفتار سیکلی سیلت ماسه‌دار با رفتار سیکلی سیلت ماسه‌دار سیمانته محتوی سیمان و نانورس مقایسه شده است. خاک مورد استفاده در این پژوهش، ماسه 161 و لای غیرپلاستیک فیروزکوه با ترکیب 40 درصد ماسه و 60 درصد لای می‌باشد. در اینجا، اثرات فشار همه‌جانبه، کرنش برشی و جایگزینی نانورس به‌جای سیمان بر پارامترهای مدول برشی و میرایی ماسه لای‌دار فیروزکوه تثبیت شده با سیمان و نانورس مطالعه شده است. به این منظور، آزمایش‌های سه محوری سیکلی با سه سطح فشار محصورکننده مختلف 50، 100 و 150 کیلو پاسکال در محدوده کرنش برشی متوسط انجام شد. نتایج مهم حاصل نشان داد که مقادیر مدول برشی نمونه‌های ماسه سیمانته با نسبت آب به سیمان 1، بیشتر از مدول برشی نمونه‌های ماسه سیلتی در تمامی محدوده‌های کرنش‌ برشی مدنظر است. همچنین، مقدار مدول برشی با جایگزینی نانورس به جای سیمان در نمونه های سیمانی شده افزایش یافت و بالعکس با افزودن سیمان، میرایی نمونه‌ها کاهش یافت. این در حالی است که با جایگزینی بخشی از سیمان با نانورس، میرایی با نرخ کمتری کاهش یافت. بنابراین می‌توان جایگزینی نانو رس به جای بخشی از سیمان را از منظر زیست‌محیطی مورد توجه قرار داد. از سوی دیگر، با افزایش فشار محصورکننده، مقادیر مدول برشی تمامی خاک‌های در نظر گرفته شده افزایش و میرایی آن‌ها کاهش یافت. بعلاوه، تأثیر مثبت افزایش فشار همه‌جانبه و افزودن نانورس بر روی روانگرایی خاک مورد آزمایش نیز قابل مشاهده بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of the Effect of Nano materials on the Dynamic Properties of Cemented Fine-Grained Soils

نویسندگان [English]

  • Somayeh Mollaei 1
  • Gholam Reza Ostadi Asl 2
  • Mohammad Mollaei 3
  • Sayyad Taheri 4
  • Sanaan Nasri 5
1 Department of Civil Eng., University of Bonab, Bonab, East Azerbaijan, Iran.
2 Department of Civil Engineering, University of Bonab, Bonab, Easts Azerbaijan, Iran
3 Faculty of Civil Engineering, Islamic Azad University, Qazvin Branch, Qazvin, Iran.
4 Department of Civil Engineering, University of Bonab, Bonab, East Azerbaijan, Iran
5 Department of Civil Engineering, University of Bonab, Bonab, East Azerbaijan, Iran
چکیده [English]

This study intends to investigate the specifications of the dynamic properties of sand with 60% non-plastic silt, improved by cement and different percentages of Montmorillonite nanoclay (nanoclay will replace some parts of the cement contents) using a cyclic triaxial strain control test subjected to confining pressure and different strain ranges. Shear modulus, damping ration and liquification of the normal (without treatment) and stabilized soil with cement and nanoclay. In this study, initially the dynamic parameters (shear modulus and damping ratio) of the fine-grained silty soil were investigated by cyclic triaxial experiments. Based on the results, with increasing shear strain, the stiffness created at the inter granular contact surfaces diminished and caused loosening and rupture of the cement paste joints. This event, also freed the confinement caused by the stiffness and ultimately by increasing the strain levels, it reduced the shear modulus. And shear modulus values decrease and damping increases for all specimens, including silty sand, cemented silty sand and nano-clay cemented silty sand specimens, with increasing shear strain. For all specimens, including silty sand, cemented silty sand, and nano-clay cemented silty sand specimens, the shear modulus values increased and damping diminished with elevating the confining pressure.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cyclic triaxial test
  • silty sand
  • shear modulus
  • damping
  • cement
  • nanoclay