تأثیر سیلت در خصوصیات رطوبتی ماسه غیر اشباع

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه ارومیه

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه ارومیه

10.22034/ceej.2018.7910

چکیده

امروزه با توجه به برداشت زیاد از منابع آب زیرزمینی، ضخامت قشر غیر اشباع خاک­ها همواره در حال افزایش است. تعیین خصوصیات هیدرولیکی خاک­های غیر اشباع برای ارزیابی رفتار آنها ضروری است. از جمله این خصوصیات، ظرفیت نگه­داشت آب و ضریب نفوذپذیری در مکش­های کالبدی مختلف خاک است که با استفاده از منحنی مشخصه رطوبتی خاک تعیین می­شود. در این تحقیق یک دستگاه شامل محفظه فشاری قابل توزین به همراه سیستم کنترل فشار طراحی و ساخته شد که با استفاده از آن، اثر ناخالصی خاک ریزدانه سیلت در خصوصیات رطوبتی ماسه غیر اشباع بررسی گردید. آزمایش­های اعمال مکش کالبدی برای ترکیب خاک ماسه با دو نوع خاک سیلتی با درصدهای وزنی 5، 10، 15 و20 انجام شدند. منحنی­های مشخصه رطوبتی آزمایشگاهی، با استفاده از نرم­افزار RETC تحلیل گردیده و با منحنی­های حاصل از مدل­های نظری برازش گردیدند. تطابق خوب بین منحنی­های مشاهده­ای و نظری مکش- درصد رطوبت، نشانگر صحت روش­های آزمایشگاهی و مدل­های نظری به کار گرفته شده بود. نتایج حاکی از آن است که با افزایش درصد سیلت به خاک ماسه، میزان نگه­داشت آب در خاک به ازای مکش مشخص افزایش محسوسی می­یابد که نشان­دهنده تأثیر بافت خاک است. با مقایسه درصدهای رطوبت حجمی در مکش­های 10 الی 90 کیلو پاسکال بین خاک­های سیلتی، مشخص گردید اندازه ذرات دانه­ها عامل مهم و تأثیر­گذار در منحنی­های مشخصه رطوبتی خاک­ها و خصوصیات هیدرولیکی نمونه­های ماسه- سیلتی غیر اشباع می­باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Silt on Soil-Water Characteristics of Unsaturated Sand

نویسندگان [English]

  • Hadi Aliashrafi 1
  • Kazem Badv 2
1 Department of Civil Engineering, Urmia University
2 Department of Civil Engineering, Urmia University
چکیده [English]

The structure of earth, atmospheric conditions, and hydrogeology, has led that groundwater levels in most parts of the world, including Iran, to decline significantly. This issue causes the large amount of soils above the ground water level to be in unsaturated state.  Various activities associated with soils, such as subsurface explorations, foundation engineering and building constructions in unsaturated soils, etc., necessitates the study of the properties of unsaturated soils. One of the most important and fundamental properties of unsaturated soils is water holding capacity or soil suction. The soil-water characteristic curve (SWCC) has been found to be a conceptual and interpretative tool by which the behavior of unsaturated soils can be understood (Vanapali et al., 1999). The SWCC defines the relationship between soil matric suction (the difference between the air and water pressure in the soil) and the volumetric water content.
In this study, the SWCCs of Firoozkoh sand mixed with two silty soils will be investigated to find out the effect of silt on soil-water characteristics of sand in unsaturated state. By conducting this research, one can predict the behavior of natural silty sand for geotechnical applications in practice. In the context of this study, in order to obtain laboratory SWCCs, Tempe pressure cell device will be designed and built.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sand
  • Silt
  • Tempe pressure cell
  • Matric suction
  • Water content
  • Unsaturated permeability

مراجع

Abdul A, Nishigaki M, Chegbeleh L, Akudago J, Komatsud M, “Determination of Soil-Water Characteristic Curves of Unsaturated Sandy Soils Using Membrane Filter with Stainless Wire Mesh”, Journal of the Faculty of Environmental Science and Technology, Okayama University, 2009, 14(1), 13-16.
Assouline S, “Modelling the relationship between soil bulk density and the water retention curve”, Vadose Zone Journal, 2006, 5(2), 554-562.
Barbour SL, “the soil-water characteristic curve: a historical perspective”, Nineteenth Canadian geotechnical colloquium, Canadian Geotechnical Journal, 1998, 35(5), 873-894.
Brooks RH, Corey AT, “Hydraulic properties of porous medium”, Hydrology Paper, Civil Engineering Department, Colorado State University, Fort Collins, Colorado, 1964, 3.
Burdine, NT, “Relative permeability calculations from pore size distribution data”, Journal of Petroleum Technology, 1953, 5(3), 71-78.
Fredlund DG, Rahardjo H, “Soil mechanics for unsaturated soils”, John Wiley and Sons, USA, 1993.
Fredlund DG, Xing A, Fredlund MD, Barbour SL, “Relationship of the shear strength of unsaturated soil to the soil-water characteristic curve”, Canadian Geotechnical Journal, 1996, 33(3), 440-448.
Gallagea CH, Kodikarab J, Uchimurac T, “Laboratory measurement of hydraulic conductivity functions of two Unsaturated sandy soils during drying and wetting processes”, Soils and Foundations, 2013, 53(3), 417-430.
Goh SG, Rahardjo H, Leong EC, “Modification of triaxial apparatus for permeability measurement of unsaturated soils”, Soils and Foundations, 2015, 55(1), 63-73.
Heshmati AA, Motahari MR, “Modeling the Dependency of Suction Stress Characteristic Curve on Void Ratio in Unsaturated Soils”, KSCE Journal of Civil Engineering, 2015, 19(1), 91-97.
Miller CJ, Yesiller N, Yaldo K, Merayyan S, “Impact of Soil Type and Compaction Conditions on Soil Water Characteristic”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, 2002, 128 (9), 733-742.
Mualem Y, “A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media”, Water Resources Research, 1976, 12(3), 513-522.
Nam S, Gutierrez M, Diplas p, Petrie J, Wayllace A, Lu N, Muñoz JJ, “Comparison of testing techniques and models for establishing the SWCC of riverbank soils”, Engineering Geology, 2009, 110, 1-10.
Shwetha P, Varijia K, “Soil water retention curve from saturated hydraulic conductivity for sandy loam and loamy sand textured soils”, Aquatic Procedia, 2015, 4, 1142-1149.
Vanapalli SK, Fredlund DG, Pufahl DE, “Relationship between Soil-water characteristic curves and the as-compacted water content versus soil suction for a clay till”, 11th Pan American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 1999.
Van Genuchten MT, “A closed form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils”, Soil science society of America journal, 1980, 44(5), 892-898.
Van Genuchten M, Leij F, Yates S, “The RETC code quantifying the hydraulic functions of unsaturated soils”, Office of Research and Development Report No. EPA/600/2-91/065, Washington, DC, EPA, US, 1991.
Wheeler SJ, “Inclusion of specific water volume within an elastoplastic model for unsaturated soil”, Canadian Geotechnical Journal, 1996, 33(1), 42-57.
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
دوره 48.2، شماره 91 - شماره پیاپی 91
تابستان 97
شهریور 1397
صفحه 37-45

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار