تأثير المواد النانوية في تثبيت التربة اللينة: نانوسيليكا النانو والطين النانوي

الملخص

كثيرًا ما يستخدم المهندسون والمصممون إجراء تحسين التربة بإضافة مثبتات مختلفة، والتي تستخدم عادةً لتحسين جودة التربة. تُعرفالطرق الحديثة مثل إضافة الجسيمات النانوية إلى التربة الطبيعية الضعيفة لملء الفراغات على مقياس النانو أو ما بين 1 نانومتر و100 نانومتر، ولتحسين جميع الصفات الجيوتقنية باسم تكنولوجيا النانو. في هذا التحقيق، تم إجراء اختبارات معملية لتقييم مدى جودة أداء التربة الرخوة المثبتة بجزيئات التربة النانوية - الطين النانوي والنانوسيليكا النانوية - على المعايير الجيوتقنية. والهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو دراسة كيف يمكن لتركيزات متواضعة من النانوسيليكا النانوية والنانوكلاي النانوي (0.05% و0.15% و0.25% و0.35%) تحسين الصفات الفيزيائية للتربة. وقد أظهرت عملية تثبيت التربة باستخدام المواد النانوية نتائج جيدة، وزادت من جميع البارامترات الجيوتقنية بما في ذلك المؤشر والخصائص الهندسية، وحسّنت من قوة التربة وقوة القص الفعالة للتربة اللينة المستقرة. كما زودت التربة بجرعة مثالية من تأثير الطين النانوي. تم الوصول إلى كثافة جافة تبلغ 1.81 كيلو نيوتن/م2 عند 1% نانوسيليكا و0.15% نانوكلاي نانوي. بعد 28 يومًا من المعالجة، زادت خصائص قوة الانضغاط غير المحصورة من 0.201 ميجا باسكال إلى 0.821 ميجا باسكال عند 1% نانوسيليكا نانوية و0.15% طين نانوي، حيث امتلأ الفراغ المسامي بجزيئات النانو وتحسنت قوة انضغاط التربة. ويُعد التثبيت مفيدًا لجميع السدود المتعلقة باستقرار المنحدرات والنقل والاستقرار الجيوتقني والمدني.

الكلمات المفتاحية

النانوسيليكا النانوية، الطين النانوي، قوة الانضغاط غير المحصورة، اختبار المراقب القياسي

1.مقدمة

نادراً ما يمكن للتربة الطينية الطبيعية أن تفي بمواصفات قدرة التحمل التأسيسية لمشاريع الهندسة الجيوتقنية المعاصرة. وبسبب قابليتها العالية للانضغاط، وإمكانية انتفاخها وانكماشها العالية، وضعف نفاذيتها، وانخفاض قوة القص، وانخفاض نفاذيتها، تعتبر التربة اللينة تربة إشكالية. ووفقًا لـ [2]، يُقال أن التربة الرخوة لها سلوك لا يمكن التنبؤ به وخصائص هندسية غير مرغوب فيها. وتُعرف عملية إضافة مواد إلى التربة أو تغيير خصائصها الطبيعية من أجل تحسين صفاتها الهندسية - مثل القوة والمتانة ومقاومة التشوه - باسم تثبيت التربة. يمكن استخدام ثلاث فئات عامة لتصنيف تقنيات تثبيت التربة: التقنيات الميكانيكية والكيميائية والفيزيائية. وبوجه عام، يمكن تغيير أو تحسين صفات القوة والتشوه في تربة الأساسات عن طريق إضافة مجموعة من مواد التعزيز أو المعالجة [7]، [13]، [12]، [19] و[20]. تنقسم هذه المركبات إلى ثلاث فئات: عوامل المعالجة المركبة، والمواد الأيونية المثبتة للتربة، والمواد غير العضوية الرابطة. بالنسبة للتعديل الكيميائي للتربة، يشيع استخدام مواد التثبيت غير العضوية (مثل الأسمنت والجير والرماد المتطاير ومزائجها) من بين مواد التثبيت الأخرى [3]. وفقًا لـ [18]، مع انخفاض متوسط الإجهادات الفعالة الأولية أو ارتفاع محتوى الأسمنت، تُظهر التربة الأسمنتية سلوكًا أكثر هشاشة في الإجهاد والانفعال وارتفاعًا كبيرًا في معامل المرونة وقوة الذروة. وفقًا لما ذكره [12]، فإن إضافة ألياف البولي بروبلين إلى التربة الأسمنتية يرفع محتوى الألياف، والذي بدوره يرفع نسبة الإجهاد الرئيسي عند الفشل وكذلك قوة القص القص القصوى والمتبقية. وفي سلسلة من التجارب، أضافت [15] نانو السيليكا إلى التربة الطينية واكتشفت أن ذلك أدى إلى انخفاض مؤشر تورم الطين. ويزداد اهتمام الباحثين المهتمين بالتطبيقات الهندسية، لا سيما في الهندسة المدنية، بالمواد النانوية والجسيمات النانوية هذه الأيام. والمواد النانوية هي فئة من المواد متناهية الصغر التي تتراوح أحجام جسيماتها بين 1 و100 نانومتر مع مساحة سطح محددة ضخمة. ونظراً لنمو مساحة السطح بشكل عام وقدرتها على العمل كمحفزات فعالة، تصبح الجسيمات النانوية أكثر تفاعلية من حجمها الأولي ويمكنها تطوير مواد ذات استخدامات جديدة. بل إن مساحة السطح الضخمة للجسيمات النانوية ستعزز مقدار التلامس بين المكونات المختلطة، كما هو الحال في المركبات النانوية، مما يزيد من قوة المواد. ونتيجة لذلك، تصبح أكثر تفاعلية وقد تكون مفيدة لتعزيز خصائص التربة لمجموعة من الاستخدامات. ويتكون نوع معين من الجسيمات النانوية المعروفة باسم النانوسيليكا النانوية من جسيمات ثاني أكسيد السيليكون متناهية الصغر. يمكن أن يكون للنانوسيليكا النانوية عدد من الفوائد عند تطبيقها على التربة الطينية، وبعضها يمكن أن يعزز جودة التربة. عندما يتم تثبيت الطين باستخدام إضافات مثل الرماد المتطاير والأسمنت ودخان السيليكا والجير، تكون الجسيمات متناهية الصغر ولها تأثير ضئيل على خصائص المسام، بما في ذلك الضغط وقوة القص والجاذبية النوعية ومؤشر اللدونة والنفاذية [4] [16]. لا تؤدي هذه الإضافات وحدها إلى زيادة أداء التربة بشكل كافٍ؛ حيث يتم ملء الفجوات جزئيًا فقط. من أجل ملء مسام التربة على مقياس النانو وجعل التربة أكثر انضغاطًا، يتم استخدام تكنولوجيا النانو [17] [9] [1]. وهذا له تأثير عام أكبر على نفاذية التربة، والجاذبية النوعية، والضغط، وقوة القص، ومؤشر اللدونة. ويُعد تأثير الحجم، والتأثير الكمي، والتأثير السطحي، والتأثير البيني الخصائص الهيكلية الأربعة الرئيسية للمواد النانوية [6].تقدم المواد النانوية العديد من الفوائد من حيث العلم والبيئة والاقتصاد وجودة المنتج الأفضل. ومن بين جميع المواد النانوية، أظهر الطين النانوي أداءً متفوقًا من حيث مؤشر التربة والخصائص الهندسية. وقد ثبت أن إضافة كميات صغيرة للغاية من الطين النانوي إلى التربة حسّنت من حد السائل وكان لها تأثير على مؤشر اللدونة [21]. ونظرًا لاستخدام الجسيمات النانوية على نطاق واسع، فقد انخفضت تكلفتها بشكل كبير، مما فتح الباب لاستخدامها على نطاق واسع في صناعة الهندسة الجيوتقنية.

الغرض من هذه الدراسة هو النظر في كيفية تأثير الجسيمات النانوية على التربة الطينية. وقد أُجري البحث على التربة الطينية المضاف إليها النانوسيليكا والنانوكلاي النانوي. ولتحديد النسبة المثالية، تمت إضافة النانوسيليكا النانوية أولاً إلى عينة الطين الأم بزيادات قدرها 0.7% و1% و1.2% و1.5%. ثم دُمجت العينات مع 0.05% و0.15% و0.25% و0.35% من الطين النانوي. تم إجراء مقارنة بين خصائص عينة التربة الطينية الأصلية وعينة التربة الطينية المستقرة كيميائيًا. يبحث هذا العمل في دراسة تجريبية لفعالية استخدام المواد النانوية (الطين النانوي والنانوسيليكا النانوية) لتعزيز صفات القوة ومعايير حد أتربيرج. وقد أظهرت نتائج التجربة أن إضافة كمية قليلة من مادة النانو النانوية عززت بشكل كبير من الخصائص الجيوتقنية للتربة اللينة.

2-المواد والطرق

أُخذت عينة من التربة الأصلية من منطقة بيل دكاتيا. وهي تقع داخل الحدود الإدارية لمنطقة دوموريا وفولتالا الفرعية في مقاطعة خولنا، والتي تقع 50% من مساحتها بانتظام تحت 0.5 متر إلى 2 متر من المياه. تقع بين خطي الطول 89'20' شرقاً و89'35' شرقاً وخطي العرض 22'45' شمالاً و23'00' شمالاً. كانت التربة التي تم جمعها متكتلة. كانت غير معالجة وجمعت أكثر من 25 كجم في كيس غير مستخدم. ثم تُركت التربة لتجف بشكل طبيعي. في البداية، كانت التربة رطبة. تم سحق كتل التراب المجففة يدوياً بعد اكتمال عملية التجفيف بالهواء. بعد ذلك، تم نخل التربة المسحوقة وفقًا لمعيار astm c136. يظهر توزيع حجم الحبيبات في الشكل 1. بالنسبة للتجارب، لم تكن التربة المجففة بالهواء كافية لذلك تم تجفيف التربة المجففة بالهواء في فرن بدرجة حرارة 105 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. كانت المادة المضافة لهذه الدراسة هي النانوسيليكا النانوية والنانوكلاي النانوي. تمت إضافة الطين النانوي والنانوسيليكا النانوية مع التربة بنسب مختلفة لتحضير العينة. تم جمع 600 غرام من الطين النانوي من كولكاتا، الهند. جُمع 1 كجم من النانوسيليكا النانوية من متجر خولنا العلمي، خولنا. تم تجفيف الكمية اللازمة للاختبار في الفرن لمدة 24 ساعة في درجة حرارة التربة. تم تحضير نوعين من العينات للاختبار. أولًا تم خلط 0.7% و1% و1.2% و1.5% من النانوسيليكا النانوية مع التربة الأم للتحقق من الكمية المثلى من النانوسيليكا النانوية. ثم، تمت إضافة 0.05% و0.15% و0.25% و0.35% من الطين النانوي مع التربة مع المحتوى الأمثل من النانوسيليكا النانوية لصنع عينة للاختبار. تم تحضير أربع عينات على النانوسيليكا النانوية والنانوكلاي النانوي لكل اختبار. يظهر التركيب الكيميائي للسيليكا النانوية المستخدمة في الجدول 1 .

في هذا البحث، تم جمع عينة التربة الطينية الأم من المنطقة المعنية وتم تحضير عينات للاختبارات في المختبر. تم إجراء جميع الاختبارات في المختبر. ويرد أدناه رسم تخطيطي لمنهجية هذا البحث:

الجدول 1:التركيب الكيميائي للنانوسيليكا النانوية التي تم استخدامها

الشكل 1: توزيع حجم الحبيبات في تربة الاختبار.

3-النتائج والمناقشة

3.1 تأثير سيليكا النانو على تثبيت التربة اللينة

3.1.1.1 تأثيرالنانو-سيليكا على حدود أتربيرج للتربة

يوضح الشكل 2 العلاقة بين الحد السائل للتربة المستقرة ومحتوى النانو-سيليكا. بالمقارنة مع العينة الأم، فإن العينة الطينية المستقرة لها قيمة حد سائل أقل في اختبارنا. يرتفع حد السائل مع زيادة نسبة النانو-سيليكا النانوية. كان حد السائل للعينة الطينية المجمعة 43.25. كانت قيمة حد السائل للطين المستقر مع 0.7% من السيليكا النانوية 44.33. بلغت قيمة حد السائل 44.64 عند 1% من النانوسيليكا النانوية المستخدمة لتثبيت التربة. في 1.2% من النانوسيليكا النانوية المستخدمة عندما كان حد السائل 45.43. الحد الأقصى لحد السائل هو الحد الأقصى للعينة المستقرة بنسبة 1.5% من النانوسيليكا النانوية. بلغت القيمة القصوى لحد السائل 45.86. بالنسبة لاختبار حد اللدائن، زاد حد اللدونة للتربة المستقرة مع زيادة نسبة النانو سيليكا. بالنسبة لعينة التربة الأم، كان الحد البلاستيكي 23.54. عند إضافة نسبة 0.7% من النانوسيليكا النانوية، زاد حد اللدونة وكانت القيمة 25.98. زاد حد اللدونة مع زيادة نسبة النانوسيليكا النانوية. يختلف مؤشر اللدونة في الاختبار عند إضافة محتوى مختلف بنسب مختلفة. كان مؤشر اللدونة 19.71 للعينة الأم. وكان مؤشر اللدونة الأدنى للتربة المثبتة بنسبة 1% من النانوسيليكا النانوية بقيمة 18.09 للكمية المثلى. لذا فإن نسبة 1% من النانوسيليكا النانوية تُظهر أفضل نتيجة. يظهر تباين مؤشر اللدونة في الشكل 2. ووفقًا لـ (فؤاد شانجيزي، 2017)، كانت النتيجة مماثلة للتجربة.عند تحديد مقدار التربة المتوقع أن تستقر أو تتماسك التربة تحت الحمل، يمكن استخدام حدود أتربيرج كمرجع في الحقل. إذا كانت رطوبة الحقل قريبة من حد السائل، فمن المتوقع حدوث ترسبات كثيرة. والعكس صحيح إذا كانت الرطوبة الميدانية قريبة من حد اللدونة أو أقل منه. في تجربتنا، ينخفض مؤشر اللدونة ثم يرتفع، ويرتفع حد السائل، ويرتفع حد اللدونة.على سبيل المثال، عندما يتم استخدام 1% من النانوسيليكا النانوية لتثبيت التربة، تنخفض وتيرة التسوية. إذًا كإضافة كيميائية، فإن 1% من النانوسيليكا النانوية هي المثبت الأمثل الذي يعزز خصائص عينات التربة الطينية.

3.1.2 تأثيرسيليكا النانو على خصائص ضغط التربة

تم إجراء اختبار البروكتور القياسي. في الاختبار، انخفض محتوى الرطوبة المثلى وزادت الكثافة الجافة القصوى للتربة المثبتة. كان محتوى الرطوبة الأمثل 18.6% للتربة الطينية الأم. بعد ذلك انخفض محتوى الرطوبة الأمثل مع زيادة نسبة النانو-سيليكا مع أدنى نسبة عند 1.5% نانوسيليكا نانوية تصل إلى 15.7%. كان الحد الأقصى للكثافة الجافة 1.75 نيوتن/م2، و1.766 نيوتن/م2، و1.78 نيوتن/م2، و1.77 نيوتن/م2، و1.76 نيوتن/م2 للتربة الطينية، و0.7% نانوسيليكا نانوية، و1.2% نانوية و1.5% تربة نانوية مثبتة بالنانو سيليكا على التوالي. تتشابه هذه النتائج مع [5] [1].

الشكل 2: مؤشر اللدونة (تربة غير معالجة + سيليكا نانوية)

الشكل 3: خصائص ضغط عينة التربة المختلطة بالنانوسيليكا النانوية

3.1.3 تأثير النانو-سيليكا على اختبار قوة الانضغاط غير المحصورة

تم استخدام اختبار الضغط غير المحصور (UCT) لتحديد الخصائص الميكانيكية لعينة التربة. وهو يحدد القوة غير المستنزفة وخصائص الإجهاد والانفعال للتربة. وتظهر هنا علاقة قوة النانوسيليكا النانوية لمدة يوم واحد في الشكل 4. من بين جميع النسب المئوية 0.7، 1، 1، 1.2، 1.5% من الوزن الجاف للتربة، عند النسبة المئوية 1 من النانوسيليكا النانوية أدنى مؤشر لللدونة (من 21% إلى 19.5%)، وكثافة جافة قصوى كبيرة (من 1.75 إلى 1.78 نيوتن/م2). من بين جميع النسب المئوية، أظهرت نسبة 1% من النانوسيليكا النانوية أفضل النتائج مع وصول قيمة معامل اللدونة النانوية إلى أعلى مستوى عند 1%. ولهذا السبب تم اختيار 1% من النانوسيليكا النانوية باعتبارها الجرعة المثلى للتربة.

الشكل 4: اختبار UCT لعينة التربة المختلطة بالنانوسيليكا النانوية

3.2 تأثير الطين النانوي على التربة الطينية + 1% سيليكا نانوية

3.2.1 تأثيرالطين النانوي على حدود أتربيرج للتربة + 1% نانوسيليكا نانوية

في اختبارنا، كان حد السائل أقل قيمة في العينة الطينية المستقرة من العينة الأم. زاد حد السائل مع زيادة النسب المئوية للنانوسيليكا النانوية والنانو كلاي. كان حد السائل للعينة الطينية المجمعة 43.25. وبلغت قيمة الحد السائل للطين المستقر مع 1٪ نانوسيليكا نانوية + 0.05٪ طين نانوي 41.57. وبلغت قيمة الحد السائل 41.89 عند 1% نانوسيليكا نانوية + 0.15% طين نانوي مستخدم لتثبيت التربة. في 1٪ من النانوسيليكا النانوية + 0.25٪ من الطين النانوي المستخدم عندما كان حد السائل 45.43. الحد الأقصى لحد السائل هو الحد الأقصى للعينة المستقرة مع 1٪ من النانوسيليكا النانوية + 0.35٪ من الطين النانوي. الحد الأدنى لقيمة حد السائل هو 45.86. في اختبارنا، يزداد حد البلاستيك للتربة المستقرة. بالنسبة لعينة التربة الأم، كان الحد البلاستيكي 23.54. عند إضافة 1% من النانوسيليكا النانوية + 0.05%، زاد حد اللدونة وكانت القيمة 24.25. زاد حد اللدونة مع زيادة النسبة المئوية للطلاء النانوي. يختلف مؤشر اللدونة في الاختبار عند إضافة محتوى مختلف بنسب مختلفة. تتوافق النتائج مع الدراسات السابقة باستخدام الطين النانوي [21]، وكان مؤشر اللدونة 19.71 للعينة الأم. وبلغ مؤشر اللدونة أدنى مستوى له في التربة المثبتة بنسبة 1% نانوسيليكا + 0.15% من الطين النانوي بقيمة 16.89 للكمية المثلى [8]. لذا فإن نسبة 0.15% من الطين النانوي تُظهر أفضل نتيجة. يظهر تباين مؤشر اللدونة في الشكل 5

3.2.2.2 تأثيرالطين النانوي على خصائص ضغط التربة + 1% من النانوسيليكا النانوية

تنخفض الكثافة الجافة القصوى مع ارتفاع مستوى الرطوبة الأمثل في الاختبار. بالنسبة للعينة الأم، الطين المثبت مع 1% نانوسيليكا نانوية+ 0.05% نانوكلاي، و1% نانوسيليكا نانوية+ 0.15% نانوكلاي، و1% نانوسيليكا نانوية+ 0.25% نانوكلاي، و1% نانوسيليكا نانوية+ 0.35% نانوكلاي، كان مستوى الرطوبة الأمثل 16.3% و15.2% و14.9% و14.7% على التوالي. يوضح الشكل 6 خصائص الانضغاط، ويمكننا التحقق من نتائج [11].

3.2.3 تأثيرالطين النانوي على اختبار قوة الانضغاط غير المحصورة للتربة + 1 في المائة من النانوسيليكا النانوية

للعثور على مزيج مثالي من النانوسيليكا النانوية والنانوكلاي، تم خلط النسبة المثلى من النانوسيليكا النانوية مع نسبة مختلفة من النانوكلاي للعثور على مزيج مثالي من النانوسيليكا النانوية والنانوكلاي، تم خلط النسبة المثلى من النانوسيليكا النانوية مع نسبة مختلفة من النانوكلاي. تم إجراء اختبار UCT في 1 و3 و7 و14 و28 يومًا. في الاختبار الذي استمر 14 يومًا، كان هناك تحسن كبير. ويرجع ذلك إلى التفاعل البوزولاني. بعد العثور على النانوسيليكا النانوية المثلى، تمت إضافة الطين النانوي مع التربة الطينية المختلطة النانوية المثلى بنسبة مختلفة (0.7%، 1%، 1.2%، 1.5%) وتم العثور على أقصى قوة عند 0.15% من الطين النانوي وكان التحسن في القوة 67%، ويمكننا التحقق من نتائج [11] التي تتشابه كثيرًا مع تلك النتائج. ونتيجة لذلك، اكتشفنا الكمية المناسبة من السيليكا النانوية والطين النانوي لتثبيت التربة الطينية. تظهر النتائج في الشكل 7.

الشكل 5: مؤشر اللدونة (تربة طينية + 1% سيليكا نانوية + طين نانوي)

الشكل 6: خصائص الضغط لعينة التربة المختلطة بالطين النانوي

بعد مرور 24 ساعة، تم العثور على أعلى تحسن في القوة بنسبة 62% عند مزيج (نانوسيليكا نانوية 1% + طين نانوكلاي 0.15%). من بين جميع النسب المئوية للوزن الجاف للتربة، فإن النسبة المئوية 0.15 من الطلاء النانوي المعالجة بالنانو كانت ذات ثقل نوعي أقصى وأقل مؤشر لللدونة وأقصى كثافة جافة كبيرة. لذلك كان 0.15% من الطلاء النانوي هو الأمثل.

3.3 تأثير 1٪من النانوسيليكا النانوية + 0.15٪ من الطين النانوي على اختبار نفاذية التربة اللينة

تم دمج التربة الطينية الناعمة مع محتوى الرطوبة المثالي والكثافة الجافة القصوى والكثافة الجافة القصوى والجرعات المثلى من النانوسيليكا والنانوكلاي النانوي لتحضير العينات لخصائص النفاذية. تم حفظ العينات في عبواتها النهائية لمنع تبخر الماء. استوفت العينات الناتجة خصائص النفاذية على النحو المحدد في المواصفة القياسية astm d 2434 وتم تقييمها وفقًا للمبادئ التوجيهية. وعلى وجه التحديد، تم دمج التربة الطينية اللينة مع محتوى الرطوبة المثالي والكثافة الجافة القصوى وجرعات من النانوسيليكا والنانوكلاي النانوي. وتظهر نتائج معاملات نفاذية التربة الممزوجة بالنانوسيليكا النانوية والنانوكلاي النانوي في الجدول 2. وقد كشف هذا الاختبار أن معاملات النفاذية كانت مختلفة تمامًا عن تلك التي تم فحصها سابقًا [14]. وتسببت إضافة الجرعة المثالية من الطين النانوي في امتلاء الفراغات بالمواد النانوية على مستوى النانو، مما أدى إلى امتلاء الفراغات بالمواد النانوية على مستوى النانو، حيث كانت بمثابة تربة غير قابلة للاختراق تمامًا.

الجدول 2: خصائص النفاذية

الشكل 7: تحسين القوة التباين التباين لـ مختلف الاختبار أيام (تربة طينية + 1% نانوسيليكا + نانوكلاي نانوكلاي)

4 -الاستنتاجات

تم استخلاص الاستنتاجات التالية من الدراسة التجريبية على الطين الطري المعزز باستخدام النانوسيليكا والنانوكلاي النانو والمؤشر والخصائص الهندسية للطين الطري:

• يتم تحديد التربة الطينية منخفضة الانضغاط (CL) من خلال حدود أتربرغ. تبلغ نسبة OMC وMDD للتربة 18.18% و1.62 جم/سم مكعب على التوالي.
• تم تحديد معامل نفاذية التربة الطينية القابلة للانضغاط (UCS) للتربة الطينية ب 0.201 ميجا باسكال، ومعامل النفاذية حوالي 4.6* 10-4 سم/ثانية. وتبلغ تسوية التماسك النهائي حوالي 4.4 مم، ووُجد أن معامل التماسك يبلغ 0.043 سم2/دقيقة. لذلك، من الواضح أن الطين عالي الانضغاط يشكل التربة.
• تم الجمع بين محتوى الرطوبة المثالي والكثافة الجافة القصوى ونسب مئوية من النانوسيليكا النانوية مثل 0.7 و1 و1.2 و1.5% من الوزن الجاف للتربة الطينية اللينة.
• عند نسبة 1% من النانوسيليكا النانوية في التربة، ارتفعت الكثافات الجافة القصوى إلى 1.78 كيلو نيوتن/م2 كحد أقصى وأثرت على توزيع أحجام الحبيبات.
• من بين جميع النسب المئوية، أعطت قوة 1% من النانوسيليكا النانوية أفضل النتائج.
• كان للنسبة المئوية 1 من التربة المعالجة بالنانوسيليكا النانوية أدنى مؤشر مرونة (من 21% إلى 19.5%) وأقصى كثافة جافة كبيرة (من 1.75 إلى 1.78 كيلو نيوتن/م2) من بين جميع النسب المئوية 0.7، و1، و1.2، و1.5% من الوزن الجاف للتربة. ولتحديد الكمية المثالية من النانوسيليكا النانوية التي يجب إضافتها إلى التربة، تم إجراء كل تعديل بنسبة 1%.
• أثر تضمين الطلاء النانوي على توزيع حجم الحبيبات وتغيير حدود السائل واللدونة. حدث الانخفاض الأقصى في مؤشر اللدونة عند نسبة 0.15% من الطلاء النانوي المخلوط بالتربة.
• أثرت الكثافات الجافة القصوى على توزيع أحجام الحبيبات ورفعت الحد الأقصى 1.81 كيلو نيوتن/م2 عند نسبة 0.15% من الطلاء النانوي في التربة.
• ولوحظ أعلى ثقل نوعي وأقل مؤشر مرونة وأقصى كثافة جافة كبيرة عند النسبة المئوية 0.15 من التربة المعالجة بالنانوكلاي النانو من بين جميع النسب المئوية للوزن الجاف للتربة، ولتحديد الكمية المثالية من النانوكلاي النانوي لإضافتها إلى التربة، تم إجراء كل تعديل بنسبة 0.15%.
• كانت التربة غير منفذة تمامًا، وكانت المسام الكلية المملوءة بالمواد النانوية والجرعة المثالية من الطلاء النانوي جميعها ذات خصائص نفاذية صفرية.

المراجع

[1] أ. محمد زاده ساني، م. أ. (2010). تأثير مادة النانوكلاي المضافة على الخواص الجيوتقنية للرمال الطينية. Proc. of 4th المؤتمر الدولي الرابع للهندسة الجيوتقنية وميكانيكا التربة، طهران، 2-3 نوفمبر 2010.

[2] أ.م.، أ.و.أ. (2005). تنفيذ عملية الحركية الكهربائية كطريقة فعالة لتحسين التربة. المؤتمر الدولي حول التربة الإشكالية GEOPROB 2005، فاماغوستا، قبرص الشمالية، 885-894.

[3] Cai, Y., & Shi, B. (2006). تأثير ألياف البولي بروبلين ومزيج الجير على الخواص الهندسية للتربة الطينية. Eng. Geol. 2006, 230-240.

[4] فاينمان، ر. (1960). Eng. Sci. (معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا)، 22-36.

[5] Foad Changizi, A. H. (2017). تحسين الخواص الجيوتقنية للطين الناعم باستخدام جزيئات النانو سيليكا. وقائع معهد المهندسين المدنيين.

[6] Gao, L., & Ren, Z. (2015). دراسة تجريبية للطين المعدل بأكسيد المغنيسيوم النانومتري. Soil Mech. Found. Eng. 2015، 218-224.

[7] Hejazazi, S., Sheikhzadeh, M., Abtahi, S., & Zadhoush. (2013-14). نمذجة القص لمركب التربة المقوى بالألياف على أساس اختبار سحب الألياف. Fiber Polym. 2013, 14, 277-284.

[8] جمال م. أ. الشريف، 1. م. (2016). إمكانية استخدام الكربونات النانوية لتثبيت التربة الضعيفة.

[9] Jha, K. (2012). طريقة تقييم الخواص الميكانيكية النانوية القائمة على الطاقة للمواد الأسمنتية. جامعة فلوريدا الدولية، ميامي، فلوريدا، الولايات المتحدة الأمريكية، 2012.

[10] م، ح. أ. (2013). تأثير تقوية الألياف على سلوك القص ثلاثي المحاور للرمل المعالج بالأسمنت. التكسية الأرضية والأغشية الأرضية، 1-9.

[11] ميرافالي كارومانشي، ج. أ. (2020). تحسين حدود الاتساق والجاذبية النوعية وخصائص نفاذية التربة اللينة باستخدام مادة نانوية: نانوكلاي. www. elsevier.com.

[12] Mirzababaei, M., Mirzababaei, M., M., Mohamed, M., & Mcmahon. (2013). تأثير إضافة ألياف نفايات السجاد على خصائص تورم الطين المضغوط. Geotech. Geol. Eng. 2013، 173-182.

[13] Mirzababaei, M., Yasrobi, S., & Al-Rawas. (2009). تأثير البوليمرات على إمكانية انتفاخ التربة المتوسعة. Proc. Inst. Civil Eng. Ground Improv. 2009, 111-119.

[14] نورزلان خالد، م. ف. (2015). تأثير جزيئات التربة النانوية في تثبيت التربة اللينة.

[15] QP, P. H. (2014). تأثير جسيمات السيليكا النانوية على انتفاخ الطين والاستقرار المائي لتشتت الجسيمات النانوية. مجلة أبحاث الجسيمات النانوية، 2137.

[16] R. Booker, E. B. (2005). تكنولوجيا النانو للدمى. وايلي للنشر، 2005، 384.

[17] R. Zhu, S. L. (2010). تحقيق TEM عالي الدقة في الجسيمات النانوية في التربة. Environ. Soil Sci. Interfaces Earth Critical Zone, 282-284.

[18] Schnaid F, P. P. (2001). توصيف الرمل الأسمنتي في الضغط الثلاثي المحاور. مجلة الهندسة الجيوتقنية والجيولوجية البيئية، 857-868.

[19] Soltani, A., Deng, A., Taheri, A., & Mirzabababaei. (2017). زيت كبريتي لتثبيت التربة المتوسعة. Int. J. Pavement Eng. 2017، 1285-1298.

[20] Soltani, A., Deng, A., Taheri, A., & Sridharan. (2019). سلوك الانتفاخ - الانكماش - التماسك في التربة المتوسعة المقواة بالمطاط. Geotech. Test. J. 2019, 761-788.

[21] Z.H. مجيد، م. ت. (2012). تأثير المعالجة بالمواد النانوية على الخواص الجيوتقنية لتربة بينانج اللينة. Asian Sci. Res. 2 (11) (2012)، 587-592.

هذا البحث مقدم من تاوسيف إسلام شودري لمنحة SAM 2024.

*المؤلف المراسل

طوسيف إسلام شودري* 1 ^، جومانا أكتر 2، ^مشرف حسين سني3 وفهيم^شهريار أديتو4

¹ طالب دراسات عليا، قسم هندسة البناء وإدارة التشييد، جامعة خولنا للهندسة والتكنولوجيا، بنغلاديش

² أستاذ مساعد، قسم هندسة البناء وإدارة التشييد، جامعة خولنا للهندسة والتكنولوجيا، بنغلاديش

³ طالب دراسات عليا، قسم هندسة البناء وإدارة التشييد، جامعة خولنا للهندسة والتكنولوجيا، بنغلاديش

⁴ طالب دراسات عليا، قسم هندسة البناء وإدارة التشييد، جامعة خولنا للهندسة والتكنولوجيا، بنغلاديش