اعتبار،چابکی،پاسخگویی

بررسی تاثیر استفاده از پسماندهای کاتالیستی بر خواص مهندسی خاک های گچی با استفاده از مطالعات آزمایشگاهی

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 استادیار گروه مهندسی عمران، موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی خوزستان، اهواز، ایران.

چکیده
هدف از پژوهش پیش روی، بررسی اثر استفاده از پسماند کاتالیست بر پارامترهای مهندسی خاک گچی می‌باشد. و برای رسیدن به این مهم از انجام و تفسیر نتایج آزمایشات اصلی خاک مثل تک محوری، برش مستقیم و تحکیم کمک گرفته شد. پس از بررسی نتایج آزمایشات بر روی خاک گچی(20% پودر گچ) به همراه کاتالیست، در خصوص رفتار برشی خاک این موضوع را مشخص شد که استفاده از کاتالیست برای مواردی که با ضعف در رفتار برشی مواجه هستیم چندان مناسب نخواهد بود و می‌تواند تا بیش از 60% به تضعیف پارامترهای برشی خاک بیانجامد و به طور موازی پارامترهای گسیختگی را نیز با تعدیل منفی مواجه کند، هر چند در مواردی که رفتار مقید خاک(مثل مسئله نشست) مورد توجه است استفاده از کاتالیست به طور موثری کمک کننده خواهد بود و به طور عمومی به کاهش حدودا از 50% در ضریب فشردگی حجمی خاک منتج شود. بنابراین به صورت کلی پسماند کاتالیست(حداقل در مورد این نوع) را نمی‌تواند مصالح کاملی برای بهسازی خاک گچی ارزیابی کرد هرچند به صورت موردی برای مسئله نشست اثرات مثبت آن غیر قابل انکار است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Laboratory Investigation of the Effects of Catalytic Waste on the Engineering Properties of Gypseous Soils

نویسندگان English

farhad yavari 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 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, ACECR Khouzestan Institute of Higher Education, Ahvaz, Iran.
چکیده English

The objective of the present study is to investigate the effect of catalyst waste on the engineering parameters of gypseous soil. To achieve this goal, standard geotechnical laboratory tests—namely unconfined compression, direct shear, and consolidation tests—were conducted and interpreted. After analyzing the results obtained from testing gypseous soil (containing 20% gypsum powder) treated with catalyst waste, it was observed that the use of catalyst waste is not particularly suitable in cases where improvement of shear behavior is desired. In fact, it may lead to a reduction of more than 60% in shear strength parameters and negatively affect failure characteristics. However, in scenarios where the confined behavior of soil (such as settlement issues) is of primary concern, the use of catalyst waste proved to be effective, resulting in a reduction of over 50% in the soil's volumetric compressibility coefficient. Therefore, it can be concluded that catalyst waste—at least in this specific context—cannot be regarded as a comprehensive solution for the improvement of gypseous soils, although its localized beneficial effects are undeniable.

کلیدواژه‌ها English

  • Gypseous soil
  • Catalyst waste
  • Soil
  • Strength parameters
بدو، ک.، امدادی، ح.، 1395 ، استفاده از میکروسیلیس برای بهبود خصوصیات ژئوتکنیکی رس نازلو، نشریه مهندسی عمران
.91- 2، شماره پیاپی 2، صفحه 100 - 32 ، شماره 1 - دانشگاه صنعتی شریف، دوره 2
تاتلاری، س.، 1375 ، بررسی رفتار خاکهای گچی در مجاورت سازههای آبی، پایاننامه کارشناسی ارشد سازههای آبی، دانشکده
کشاورزی، دانشگاه تهران.
توکلی، س.، امینفر، م.ح.، هاشمزاده، ا.، 1401 ، بررسی تأثیر میکروسیلیس بر تغییرات مقاومت، حدود اتربرگ و نفوذپذیری در
52 ، شماره 107 ، شماره پیاپی 107 ، صفحه - خاک رس تثبیتشده با سیمان، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، دوره 2
.63-57
حیدری، آ.، 1374 ، بررسی چگونگی پیدایش و طبقهبندی خاکهای گچی جنوب غربی گیلان غرب، کرمانشاه، پایاننامه
کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران.
رحیمی، ط.، 1390 ، بررسی تأثیر مواد پلیمری بر خصوصیات مکانیکی خاکهای گچی بهکار رفته در دایکها و سواحل رودخانه،
پایاننامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی رودخانه، دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز.
رحیمی، ح.، 1379 ، مسائل احداث کانالهای آبیاری در خاکهای نامتعارف )مشکل آفرین(، کارگاه فنی- تخصصی ساخت کانالها
محدودیتها و راه حلها، کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران.
عابدی کوپایی، ج.، سلطانیان، س.، قیصری، م.، 1394 ، تأثیر افزودن پامیس، پرلیت و میکروسیلیس بر ویژگیهای
- مکانیکی خاکهای گچی، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی-علوم آب و خاک، جلد 19 ، شماره 72 ، صفحه 349
.337
منصوری کیا، م. ت.، محمدعلیزاده، م.، 1386 ، ترمیم ژئوتکنیکی یک کانال ساخته شده درخاک مسئلهدار، دومین کنفرانس ملی
تجربههای ساخت تاسیسات آبی و شبکههای آبیاری و زهکشی، دانشگاه تهران.
Ahmad, F., Said, M. A., and Najah, L. 2012. “Effect of leaching and gypsum content on properties of gypseous
soil”. International Journal of Scientific and Research Publications, 2(9), pp. 1-5.
Al-Dabbas, M. A., Schanz, T., and Yassen, M. J. 2010. “Comparison of gypsiferous soils in Samarra and
Karbala areas, Iraq”. Iraqi Bulletin of Geology and Mining, 6(2), pp. 115- 126
Al-Daood, A., Bouasker, M., Al-Mukhtar, M., 2018. Geotechnical properties of lime-treated gypseous soils,
Applied Clay Science, (88):39–48.
Civil and Project Journal, 2025, 7(9), 63-84
https://doi.org/10.22034/cpj.2025.545716.1399
83
Al-Gabri, M. K. A., 2019. Collapsibility of Gypseous Soils Using Three Different Methods, M.Sc. Thesis.
Building and Construction Engineering Department, University of Technology, Baghdad.
Al-Heeti, A. A. H., 2017. The Engineering Properties of Compacted Gypsified Soil. M.Sc. Thesis, Civil
Engineering Department, University of Baghdad.
Arkelyan, E. A. 2018. Characteristics of the determination of the physical properties of gypsum soils. Soil
Mech. and Found. Eng. 23 (1): 27-29.
Asghari, S., Ghafoori, M., Tabatabai, S. S., 2017. The evaluation of changes in permeability and cemical
composition of gypseous soils through leaching in southern mashhad, Iran, Malaysian Journal of Civil Engineering
26(3):337-348.
FAO (Food and Agriculture Organization of United Nations), 1993. Agriculture: Toward 2010, Rome, Italy.
Klein, C., Hurlbut, C. S., 1985. Manual of Mineralogy, after J. D. Dana , 20th Edition, John Wiley and Sons,
New York.
Kumar, A., Sivapullaiah, P.V., 2015. Susceptibility of strength development by lime in gypsiferous soil—A
micro mechanistic study, Applied Clay Science ,115:39-50.
Mahmoudi, Sh. and Heidari, A. 1999. Classification and physicochemical properties of gypsum soils in
southwest of Gilanegharb. Iranian J. Agric. Sci. 29(2): 299-308. (in Persian).
Najah., L, Ahmad., F, Said., M. D., Jayed., A., 2020. Effect of additive soils on some geotechnical properties
of gypseous soil, International Journal of Scientific & Engineering Research, 4(5): 2282-2286.
Nelson, R. E., L. C. Klameth and W. D. Nettleton. 2021. Determination of soil gypsum content and expressing
properties of gypsiferous soils. Soil Sci. Soc. Amer. J. 42: 147-168.Rahimi, H. 2000. Challenges in construction
of irrigation canals in anomaly (problematic) soils. Technical Workshop on Canal Construction, Limitations and
Solutions. Iranian National Committee on Irrigation and Drainage. Jan. 25. Tehran. Iran. (in Persian).
Razouki, S. and S. Kuttah. 2019. Strength erosion of a fine-grained gypsiferous soil during soaking, The
Arabian J. for Sci. and Eng. 32(1):147-152.
Razouki, S., S. Kuttah and A. D. Nashat. 2020. Using gypsiferous soil for embankments in hot desert areas,
Thomas Telford J. Construction Materials 161(2): 63-71.
Shariatmadari, N., Salami, M., Karimpour Fard, M., 2011. Effect of inorganic salt solutions on some
geotechnical properties of soil-bentonite mixtures as barriers, International Journal of Civil Engineering, 9(2): 103-
110.
Sherard, J. L., Dunnigan, L. P., Decker, R. S., 1976. Identification and nature of dispersive soils, Journal of
Geotechnical Engineering Division, ASCE, 120(52): 287-301.
Sherard. J. L, Decker, R. S., 1977. Dispersive Clays, Related Pipings and Erosion in Geotechnical Projects,
vol, 623, ASTM International.
Subhi, R. K., 1987. Properties of Salt Contaminated Soils and their Influence the Performance of Roads in Iraq.
Ph.D. Thesis, Queen Mary College, University of London.
Taimeh, A. Y., 1992. Formation of gypsic horizons in some arid regions of Jordan, Soil Science, 153(6): 486–
498.
Tatlari, S., 1996. Evaluation of Gypseous Soils in Vicinity of Hydraulic structures. (in Persian), (M.Sc. Thesis).
University of Tehran, Iran.
Van Hoesen, J., 2000. Pedogenic gypsum in southern New Mexico: genesis, morphology, and stable isotopic
signature. [M.Sc. Thesis]: Las Vegas, University of Nevada Las Vegas, 182p .
Civil and Project Journal, 2025, 7(9), 63-84
https://doi.org/10.22034/cpj.2025.545716.1399
84
Vazquez, G., Melgarejo, P., Decal, A., Larena, I., 2013. Persistence, survival, vertical dispersion, and
horizontal spread of the biocontrol agent, Penicillium oxalicum strain 212, in different soil types, Applied Soil
Ecology, 67: 27–36
Abbey, S. J., Eyo, E. U., Jeremiah, J. J., 2021. Experimental Study on Early Age Characteristics of Lime-
GGBS-Treated Gypseous Clays under Wet–Dry Cycles, Geotechnics, 1(2): 402–415.
Najah, L., Ahmed, F. B., Said, M. A. M., 2020. Effect of mixing sandy and silty non-gypseous soils (SM and
ML) with gypseous soil on Atterberg limits, compaction characteristics, and shear strength, Electronic Journal of
Geotechnical Engineering, 18: 1909–1915.
Razouki, S. S., & Kuttah, D. K., 2020. Behaviour of fine-grained gypsum-rich soil under triaxial tests,
Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Construction Materials, 174(5): 240–248.
Moghbeli, Z., Sanjari, S., Adhami, E., 2023. Genetic study of soil-landscape relationship in arid region of
Faryab, Kerman Province, Water and Soil, 33(2): 333–347.
Impact of various additives and their combinations on the consolidation characteristics of clayey soil. Scientific
Reports, 14(1), 31907.
Enhancing the Mechanical Properties of Sawdust Concrete with Silica Fume, Metakaolin, and Marble Powder.
Journal of Civil Aspects and Structural Engineering, 2(1), 1-13, 2025.
  • تاریخ دریافت 16 مرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 14 شهریور 1404
  • تاریخ پذیرش 22 شهریور 1404
  • تاریخ اولین انتشار 22 شهریور 1404
  • تاریخ انتشار 01 آذر 1404