کمتر از

 

 

میزان رطوبت موجود

 

 

 

 

درصد مونتموریلونیت

 

 

 

کمتر از

 

 

ضخامت فیلم کریستالی

 

 

 

 

فاصله صفحات

 

 

 

 

 

چگالی ظاهری

 

 

شیری روشن-سفید روشن

 

 

رنگ

 

 

جدول ۴-۱ مشخصات فیزیکی و شیمیایی نانو رس مونتموریلونیت اصلاح نشده
این ماده از شرکت پیشگامان فناوری آسیا به قرار کیلویی ۳۶۰۰۰۰۰ریال خریداری شده است.
۴-۳- تعیین حد خمیری و حد روانی
بر اساس استاندارد ASTM D4318 آزمایش های تعیین حد خمیری و حد روانی انجام شد. حد خمیری بر اساس روش فتیله ۳ میلیمتری و حد روانی بر اساس روش دستگاه کاساگرانده به دست آمد.جهت آماده سازی نمونه به ۵۰۰ گرم از خاک عبوری از الک مش ۴۰ رطوبتی تقریبا در حد انقباض اضافه شده و در ظرف در بسته به مدت ۱۶ تا ۲۴ ساعت نگهداری می شود. سپس مراحل ذکر شده در آیین نامه جهت انجام آزمایش های تعیین حد خمیری و روانی اجرا می شود این کار به این دلیل است که رسیدن رطوبت به صفحات کانی های رس، فرایندی زمان بر است]۳[.

شکل ۴-۲ تعیین حدود اتربرگ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W طبقه بندی USCS LL PL PI Gs درصد عبوری از الک۲۰۰
۲۰ CL ۲۵ ۱۷ ۸ ۲٫۶۵ ۱٫۶۵ ۱۰۰

جدول ۴-۲- مشخصات خاک رس مورد استفاده
۴-۴- تعیین درصد واگرایی
چهارآزمایش آزمایشگاهی که اغلب برای تشخیص خاک رس واگرا به کار می روند آزمایش کرامب، هیدرومتری مضاعف، پین هول، تعیین نمک های محلول در آب هستند.در بعضی مواردممکن است نتایج آزمایش پین هول، کرامب و هیدرومتری مضاعف متفاوت باشد. روش تست کرامب نمایش دهنده بهتری از رس های واگرا نسبت به رس های غیر واگراست.
۴-۴-۱ آزمایش کرامب
آزمایش کرامب به عنوان عملیاتی ساده برای تشخیص رفتار واگرایی خاک در محل ارائه شده است اما امروزه در آزمایشگاه نیز از آن استفاده می شود. آزمایش از دو مرحله تشکیل شده است ساختن یک نمونه مکعبی به ابعاد ۱۵ میلی متر در هر طرف با رطوبت طبیعی یا انتخاب یک مکعب خاکی با حجم تقریبا معادل مکعب ذکر شده. نمونه به آرامی در ظرفی محتوی ۲۵۰ میلی لیتر آب مقطر قرار داده می شود. زمانی که نمونه خاک شروع به بازشدن می کند تمایل ذرات با ابعاد کلوئیدی برای شکل گیری مجدد و حل شدن در محلول مشاهده شود. نتیجه آن در مدت زمان های معلوم تفسیر می شود و ۴ مرحله از عکس العمل خاک قابل تشخیص می باشد:
بدون عکس العمل
عکس العمل کم
عکس العمل متوسط
عکس العمل زیاد (ذرات کلوئیدی می توانند تمام سطح پایین ظرف را بپوشانند).
آزمایش کرامب نمایش خوبی از پتانسیل فرسایش خاک رس است. اما به هر حال این آزمایش گاهی اوقات ممکن است درباره یک خاک رس واگرا نتیجه همگرا دهد.اگر آزمایش کرامب واگرایی را نشان دهد خاک با اطمینان بالایی واگراست مراحل آزمایش در USBR5400 شرح داده شده است]۲۱[.

شکل۴-۳آزمایش کرامب
۴-۴-۲ آزمایش هیدرومتری مضاعف
آزمایش آزمایشگاهی SCS(پروسه نگهداری خاک) که به نام هیدرومتر مضاعف نیز معروف است یکی از اولین روش های بدست آمده برای تعیین خاصیت واگرایی خاک است. روش کامل آزمایش در سال ۱۹۳۷ به وسیله ولک ارائه شد.
نمونه باید به وسیله یک ظرف بسته به آزمایشگاه حمل شود تا از تغییر رطوبت حفظ شود. آزمایش باید روی نمونه هایی با رطوبت طبیعی انجام شود. گستردگی اندازه ذرات در ابتدا به وسیله آزمایش استاندارد هیدرومتر انجام می شود که در آن نمونه خاک در آب مقطر به وسیله تلاطم مکانیکی شدید یک محلول شیمیایی جداساز پخش می شود. سپس یک آزمایش هیدرومتری موازی روی یک نمونه خاک دیگر اما بدون تلاطم مکانیکی و محلول جداساز انجام می شود. درصد جدایی عبارتست از نسبت توده خشک ذرات با قطر کوچکتر از میلی متر در آزمایش دوم به آزمایش اول به درصد]۲۱[.

شکل۴-۴آزمایش هیدرومتری مضاعف
۴-۵- آماده سازی نمونه مقاومت فشاری تک محوری
آزمایش مقاومت فشاری تک محوری براساس استاندارد ASTM به شماره D2166 انجام شد. برای انجام این آزمایش ناچار به بازسازی نمونه در قالب هستیم. این بخش مهمترین مرحله در فرایند آزمایش است.به منظور دستیابی به نمونه ای تکرارپذیر برای تمامی نمونه ها رطوبت ۲۰% وزن خشک خاک در نظر گرفته شد. برای این منظور ۳۳۲ گرم خاک عبوری از الک مش ۴۰ با ۴/۶۶ گرم آب و بدون ماده افزودنی، مخلوط و در ظرف در بسته به مدت ۲۴ ساعت نگهداری شد.(برای هر آزمایش ۲ نمونه ساخته می شد تا از تکرار پذیری آن و صحت آزمایش اطمینان حاصل شود) پس از گذشت این مدت خاک مرطوب توسط دو کاردک تا جایی هم زده می شد تا از همگن بودن آن اطمینان نسبی حاصل شود (حدود ۳۰ دقیقه) محدودیت زمان اختلاط به از دست رفتن رطوبت محاسبه شده، مربوط می شود.
سر انجام مقدار ۴/۳۹۸ گرم مخلوط همگن در ۸ لایه (تعداد لایه ها به یکنواختی نمونه ی ساخته شده کمک می کند) که هر لایه به وزن ۸/۴۹ گرم بود درون قالب استوانه ای دو تکه ای که جداره آن خوب روغن کاری شده بود کوبیده می شد. میزان انرژی هر لایه، تقریبا ثابت و برابر با انرژی کوبیدن چکش استوانه ای به وزن ۵/۲ کیلوگرم و تعداد کوبش ۲۰ ضربه (تعداد ضربه ها به صورت تجربی و با توجه به رطوبت بالای نمونه تعیین شده است) از فاصله ای حدود ۴ سانتی متر از سطح خاک بود.
سپس نمونه با دقت از قالب خارج شده و به گونه ای که آسیبی بدان وارد نشود، توزین شده و ابعاد آن توسط کولیس اندازه گیری می شود. نکته ای که در خارج نمودن نمونه از قالب وجود دارد، این است که جهت خارج نمودن باید در همان جهتی باشد که خاک درون قالب کوبیده شده است.
بلافاصله پس از توزین و اندازه گیری، نمونه بین دو فک بارگذاری دستگاه آزمایش فشاری تک محوری قرار داده شده و آزمایش انجام می شود. نکته حائز اهمیت در بارگذاری توجه به این امر است که چون در دستگاه موجود، فک پایینی متحرک است بهتر است نمونه عکس جهتی که در قالب کوبیده شده است، بین دو فک قرار گیرد]۳[.
مراحل بعدی این سری آزمایش ها که به افزودن درصدهای مختلف نانومونتموریلونیت اصلاح شده به خاک رسی مربوط است، مشابه مرحله نخست است با این تفاوت که می بایست در ابتدا ودر حالت خشک، اختلاط نانو افزودنی با خاک انجام شود. برای بدست آوردن یک مخلوط همگن خاک، نانو رس و آب را به ۱۰ قسمت مساوی تقسیم کرده و هر قسمت را به صورت جداگانه حدود ۳۰ تا ۴۵ دقیقه هم میزنیم که این نیازمند اختلاط به کمک همزن و اختلاط دستی می باشد]۳[و ]۳۰[.

 

جهت دانلود متن کامل این پایان نامه به سایت abisho.ir مراجعه نمایید.