| فنی،مدیریتی،حقوقی| اعتبار،چابکی،پاسخگویی|

بررسی آزمایشگاهی تاثیر استفاده از نانوسیلیس، نانوتیتانیوم و نانو اکسید آلومینیوم بر رفتار ژئوتکنیکی خاک‎های رمبنده

10.22034/cpj.2025.550219.1404

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 10 مهر 1404

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد عمران ژئوتکنیک، جهاد دانشگاهی خوزستان، اهواز، ایران.

2 استادیار گروه عمران، مرکز تحقیقات مواد و انرژی، واحد دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی ، دزفول، ایران.

3 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, ACECR Khouzestan Institute of Higher Education, Ahvaz, Iran

چکیده
هدف از پژوهش پیش روی، بررسی آزمایشگاهی اثر استفاده از سه نوع نانو مواد شامل نانوسیلیس، نانوآلومینیوم و نانوتیتانیوم بر پارامترهای ژئوتکنیکی خاک‌های رمبنده می‌باشد. برای بررسی اثرات استفاده از این نانو مواد از تفسیر نتایج آزمایشات برش مستقیم و نوع خاصی از آزمایش تحکیم مناسب خاک‌های رمبنده کمک گرفته شد. برای انجام آزمایشات از خاک رمبنده موجود در سایتی اهواز-هویزه استفاده شد که پیشتر اطلاعات حداقلی هچون وزن مخصوص طبیعی آن در اختیار بود، از این نکته به عنوان شاخصی اساسی در بازسازی آزمونه‌های آزمایشی کمک گرفته شد. نتایج آزمایشات نشان می‌دهد که هر سه مدل نانو مواد باعث کاهش رمبندگی، نسبت به نمونه شاهد(با پتانسیل رمبندگی 21.59%) هستند. هر سه مدل بهسازی با نانومواد پوش گسیختگی(با مکانیسم‌های متفاوتی) را به سطوح بالاتر انتقال داده، در مورد نانوسیلیس با افزایش زاویه اصطکاک داخلی(از 24.3 به 30 درجه در بیشترین حالت) و نانوتیتانیوم با افزایش چسبندگی(از 0.13 به 0.43 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع در بیشترین حالت) اتفاق افتاد. در نهایت با انتخاب چندین معیار و امتیازدهی مشخص، سناریو نانوتیتانیوم 1.5% با کاهش 56% پتانسیل رمبندگی به عنوان بهینه‌ترین ترکیب فنی-اقتصادی انتخاب شد، همچنین در این سناریو زاویه اصطکاک داخلی 27% کاهش و چسبندگی زهکشی شده 300% افزایش را نشان می‌دهد. در واقع به نظر می‌رسد سناریو نانوتیتانیوم 1.5% و به علت اندازه ذرات نانو باعث بهبود قفل‌شدگی اولیه ذرات خاک شده هرچند در مورد لغزش و اصطکاک ذرات بر روی هم اثر معکوس داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental investigation of the effect of using nanosilica, nanotitanium and nano aluminum oxide on the geotechnical behavior of collapsible soils.

نویسندگان English

Zahra Sasannejad 1
ebrahim nohani 2
Hamidreza Holakoei 3
1 M.Sc. in Civil Engineering – Geotechnical Engineerin, Jahad University Khuzestan, Ahvaz, Iran.
2 Department of Civil Engineering, Materials and Energy Research Center, Dez.C.,Islamic Azad University, Dezful, Iran
3 استادیار گروه مهندسی عمران، موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی خوزستان، اهواز، ایران.
چکیده English

The aim of the present study is to investigate the laboratory effect of using three types of nanomaterials including nanosilica, nanoaluminum and nanotitanium on the geotechnical parameters of subsidence soils. To investigate the effects of using these nanomaterials, the interpretation of the results of direct shear tests and a specific type of appropriate consolidation test of subsidence soils was used. To conduct the tests, subsidence soil available at a site in Ahvaz-Hoveyzeh was used, for which minimal information such as its natural specific gravity was previously available, and this point was used as a basic indicator in the reconstruction of the test specimens. The test results show that all three nanomaterial models reduce subsidence compared to the control sample (with a subsidence potential of 21.59%). All three models of improvement with nanomaterials transferred the rupture (with different mechanisms) to higher levels, in the case of nanosilica with an increase in the internal friction angle (from 24.3 to 30 degrees in the maximum case) and nanotitanium with an increase in adhesion (from 0.13 to 0.43 kg/cm2 in the maximum case). Finally, by selecting several criteria and giving specific scores, the 1.5% nanotitanium scenario was selected as the most optimal technical-economic combination with a 56% reduction in the collapse potential, also in this scenario the internal friction angle decreased by 27% and the drained adhesion increased by 300%. In fact, it seems that the 1.5% nanotitanium scenario, due to the size of the nano particles, improved the initial locking of the soil particles, although it had the opposite effect on the sliding and friction of the particles on each other.

کلیدواژه‌ها English

  • Soil compaction
  • nanomaterials
  • compaction potential
  • optimal composition
  • تاریخ دریافت 08 مهر 1404
  • تاریخ پذیرش 10 مهر 1404
  • تاریخ اولین انتشار 10 مهر 1404
  • تاریخ انتشار 10 مهر 1404