پایان نامه ارشد عمران - تاثیر پارامتر های ژئوتکنیکی خاک بر طراحی پی های حلقوی

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته عمران

موضوع:

تاثیر پارامتر های ژئوتکنیکی خاک بر طراحی پی های حلقوی ، مطالعه موردی برج های خنک‏کن نیروگاه کازرون

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات: 110  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

عنوان	صفحه
فصل اول: کلیات	1
1-1- مقدمه	2
1-2- موقعیت نیروگاه کازرون	3
1-3- زمین شناسی منطقه	3
1-4- مطالعات ژئوتکنیک	5
1-5-ضرورت انجام پژوهش	8
1-6- اهداف پژوهش	8
1-7- ساختار پایان‌نامه	9
فصل دوم: پژوهش‏های انجام شده	10
2-1- مقدمه	11
2-2- انواع گسیختگی خاک زیر پی	12
2-2-1- گسیختگی برشی کلی	12
2-2-2- گسیختگی برشی موضعی	13
2-2-3- گسیختگی برشی سوراخ‏کننده	14
2-3- انواع روش‏های تحلیلی محاسبه ظرفیت باربری	14
2-3-1- روش تعادل حدی	14
2-3-2- روش لغزش-خط	15
2-3-3- روش مرز بالا	15
2-3-4- روش‏های عددی	16
2-4- محاسبه ظرفیت باربری	16
2-5- نشست پی‏ها	28
2-5-1- نشست آنی	28
2-5-2- نشست تحکیم	32
فصل سوم: مدل‏سازی	34
3-1- مقدمه	35
3-2- دلایل انتخاب نرم‌افزار PLAXIS برای انجام تحقیق	36
عنوان	صفحه
3-3- کلیاتی در مورد PLAXIS	37
3-3-1- معرفی داده‌های ورودی	37
3-3-2- انتخاب نوع مدل	37
3-3-3- انتخاب نوع المان	38
3-4- مدل سازی هندسی	40
3-5- مدلسازی مصالح	42
3-6- مش‏بندی	46
3-7- اعمال شرایط اولیه	48
3-8- محاسبات	50
3-8-1- محاسبه‌ پلاستیک	50
3-8-2- محاسبه‌ تحکیم	50
3-8-3- تحلیل ایمنی	50
4-محاسبه براساس شبکه‌بندی به هنگام شده	51
3-9- داده‌های خروجی	53
3-10- ارائه منحنی	54
3-11- فلوچارت نرم‌افزار	55
فصل چهارم: محاسبات و تجزیه و تحلیل نتایج	57
4-1- مقدمه	58
4-2- بررسی درستی عملکرد نرم‏افزار	58
4-3- نحوه بارگذاری پی	60
4-3-1- پی صاف	60
4-3-2- پی زبر	61
4-4- ابعاد پی	62
4-5- نمودار تنش کرنش	62
4-6- نتایج ظرفیت باربری	67
4-7- محاسبه ضرایب ظرفیت باربری	68
4-8- مقایسه کار حاضر با تئوری‏های گذشته	71
عنوان	صفحه
4-9- محاسبه نشست پی برج خنک کننده کازرون	74
4-9-1- نحوه انجام محاسبات	74
4-9-2- نشست محاسبه شده	75
4-10- مقایسه با تئوری‏های گذشته	76
4-10-1- نشست آنی	77
4-10-2- نشست تحکیم	79
4-11- محاسبه تنش مجاز پی حلقوی	82
فصل پنجم: نتایج و پیشنهادات	84
5-1- مقدمه	85
5-1- نتایج	85
5-2- پیشنهادات	86
منابع	87

فهرست اشکال

عنوان	صفحه
شکل(1-1)- موقعیت جغرافیایی نیروگاه کازرون	4
شکل(1-2)- نمایی از برج‏های خنک کننده نیروگاه کازرون	5
شکل(1-3)- تغییرات عدد نفوذ استاندارد با عمق در گمانه‏های مختلف	7
شکل(2-1)- مکانیزم گسیختگی برش کلی	13
شکل(2-2)- مکانیزم گسیختگی برش موضعی	13
شکل(2-3)- مکانیزم گسیختگی برش سوراخ کننده	14
شکل(2-4)- منحنی‏های در نظر گرفته در روش لغزش-خط	15
شکل(2-5)- مکانیزم گسیختگی در نظر گرفته شده توسط ترزاقی	17
شکل(2-6)- مکانیزم گسیختگی در نظر گرفته توسط مایرهوف	18
شکل(2-7)- مدل المان محدود مورد استفاده در روش مانوهاران و دسگوپا	20
شکل(2-8)- جابجایی در زیر پی صاف	20
شکل(2-9)- جابجایی در زیر پی زبر	21
شکل(2-10)- تغییرات Nc با زاویه اصطکاک داخلی در روش مانوهاران و دسگوپا	22
شکل(2-11)- تغییرات Nq با زاویه اصطکاک داخلی در روش مانوهاران و دسگوپا	23
شکل(2-12)- تغییرات Nγ با زاویه اصطکاک داخلی در روش مانوهاران و دسگوپا	23
شکل(2-13)- مدل در نظر گرفته شده به وسیله هاتف و بوشهریان	25
شکل(2-14)- ظرفیت باربری محاسبه شده توسط هاتف و بوشهریان	25
شکل(2-15)- مدل تفاضل محدود در نظر گرفته شده توشط زیو و وانگ	26
شکل(2-16)- مقدار Nγ برای پی حلقوی در حالت صاف	27
شکل(2-17)- مقدار Nγ برای پی حلقوی در حالت زبر	27
شکل(2-18)- نمودار تعیین محاسبه μ1	29
شکل(2-19)- نمودار تعیین محاسبه μo	29
شکل(2-20)- مقادیر تصحیح عمق بر اساس D/B و L/B	30
عنوان	صفحه
شکل(2-21)- ضریب اصلاح نشست تحکیم یک بعدی به مقدار واقعی[21]	33
شکل(3-1)- مدل سازی کرنش مسطح و تقارن محوری	37
شکل(3-2)- المان‏های موجود در نرم‏افزار PLAXIS	38
شکل(3-3)- پنجره تنظیمات کلی در نرم‏افزار PLAXIS	38
شکل(3-4)- مدل‏سازی هندسی پی حلقوی برای محاسبه ظرفیت باربری	40
شکل(3-5)- مدل‏سازی هندسی پی حلقوی برج خنک کننده	41
شکل(3-6)- پنجره تنظیمات مدل مور-کولمب در نرم‏افزار PLAXIS	44
شکل(3-7)- تاثیر اندازه مش روی ظرفیت باربری برای یک مدل	47
شکل(3-8)- استفاده از مش ریز برای مش‏بندی مدل	47
شکل(3-9)- تنش‏های اولیه ناشی از وزن خاک	49
شکل(3-10)- تنش‏های اولیه ناشی از آب	49
شکل(3-11)- پنجره تنظیمات محاسبات در نرم‏افزار PLAXIS	53
شکل(3-12)- جابجایی‏های زیر پی در زیربرنامه خروجی	54
شکل(3-13)- پنجره تنظیمات منحنی در نرم‏فزار	55
شکل (3-14)-فلوچارت مراحل ساخت و تعریف یک مدل در نرم‌افزار PLAXIS	56
شکل(4-1)- مدل در نظر گرفته برای بررسی عملکرد صحیح نرم‏افزار	59
شکل(4-2)- مقایسه نتایج مدل آزمایشگاهی و عددی برای بررسی عملکرد صحیح نرم‏افزار	60
شکل(4-3)- نحوه اعمال جابجایی در حالت پی صاف	61
شکل(4-4)- نحوه اعمال جابجایی در حالت پی زبر	61
شکل(4-5)- مش تغییر شکل یافته در پایان آنالیز	62
شکل(4-6)- تغییرات تنش در برابر جابجایی	63
شکل(4-7)- تغییرات تنش در برابر جابجایی	63
شکل(4-8)- تغییرات تنش در برابر جابجایی	64
شکل(4-9)- تغییرات تنش در برابر جابجایی	64
عنوان	صفحه
شکل(4-10)-گسیختگی زیر پی	65
شکل(4-11)-کنتورهای تنش قائم هنگام گسیختگی پی	66
شکل(4-12)- تغییرات ظرفیت باربری در برابر عمق پی	68
شکل(4-13)- مقایسه نتایج نشست روش عددی با کارهای قبل با فرض پی صاف	73
شکل(4-14)- مقایسه نتایج نشست روش عددی با کارهای قبل با فرض پی زبر	73
شکل(4-15)- مش تغییر شکل یافته در انتهای آنالیز در زیر پی برج خنک کننده	75
شکل(4-16)- نتایج محاسبات نشست آنی و تحکیم پی حلقوی	76
شکل(4-17)- مقایسه نتایج نشست روش عددی با کارهای قبل با فرض B=10	78
شکل(4-18)- نتایج مقایسه نتایج نشست روش عددی با کارهای قبل با فرض B=5	78
شکل(4-19)- تغییرت ضریب فشار آب حفره‏ای B در برابر درجه اشباع	80
شکل(4-20)- نتایج مقایسه نتایج نشست روش عددی با تئوری تحکیم با فرض B=5	80
شکل(4-21)- نتایج مقایسه نتایج نشست روش عددی با تئوری تحکیم با فرض B=10	81

فهرست جداول

عنوان	صفحه
جدول(1-1)- خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک در محل برج‏های خنک کننده واحد HRSG سیکل ترکیبی نیروگاه کازرون	6
جدول(2-1)- مقدار Nγ برای اصطکاک مختلف بین خاک و پی	24
جدول(3-1)- پارامترهای در نظر گرفته شده در محاسبات ظرفیت باربری	44
جدول(3-2)- پارامترهای در نظر گرفته شده در محاسبات نشست	45
جدول(4-1)- پارامترهای در نظر گرفته برای بررسی عملکرد صحیح نرم‏افزار	59
جدول(4-2)- نتایج ظرفیت باربری محاسبه شده در زیر پی صاف	67
جدول(4-3)- نتایج ظرفیت باربری محاسبه شده در زیر پی زبر	67
جدول(4-4)- نتایج محاسبه شده در مدل عددی	69
جدول(4-5)- نتایج محاسبه شده در مدل عددی	70
جدول(4-6)- نتایج محاسبه شده در مدل عددی	70
جدول(4-7)- مقایسه ضرایب ظرفیت باربری محاسبه شده کار حاضر با تئوری‏های                          موجود در پی دایره‏ای	72
جدول(4-8)- مقایسه ضرایب ظرفیت باربری محاسبه شده کار حاضر با تئوری‏های                          موجود در پی دایره‏ای	72
جدول(4-9)- محاسبه ظرفیت باربری مجاز پی برج خنک کننده نیروگاه کازرون	83

علائم و تعاریف

φ d:	زاویه اصطکاک داخلی زهکشی شده
φ u:	زاویه اصطکاک داخلی زهکشی نشده
Cd:	مقاومت برشی زهکشی شده
Cu:	مقاومت برشی زهکشی نشده
γd:	وزن مخصوص خشک
γsat:	وزن مخصوص اشباع
E:	مدول یانگ
ν:	نسبت پواسون
Cs:	ضریب تورم
Cc:	ضریب فشردگی حجمی
e:	نسبت تخلخل
u:	فشار اب حفره‏ای
γomp:	وزن مخصوص خاک ترکیبی
Ccomp:	چسپندگی خاک ترکیبی
φ d:	زاویه اصطکاک داخلی زهکشی شده
OCR:	نسبت پیش تحکیمی
qu:	ظرفیت باربری نهایی
qa:	ظرفیت باربری مجاز
B:	عرض پی نواری
L:	طول پی
Df:	عمق پی
FS:	ضریب اطمینان
Nγ،Nc،Nq:	ضرایب ظرفیت باربری
d:	اصطکاک بین پی و خاک
ri:	شعاع داخلی پی حلقوی

- مقدمه:

پروژه‏های عمرانی، متشکل از دو قسمت روسازه و زیرسازه می‏باشد. زیرسازه غالبا به بخشی اطلاق می‏شود که در تماس با خاک و در روند انتقال مستقیم بار روسازه به خاک بستر یا اطراف مشارکت دارد. انتقال بار از رو سازه به زمین توسط عضوی به نام پی انجام می‏شود. نقش پی یا فونداسیون به عنوان یک قسمت انتقالی در ابنیه، قابل تحمل نمودن تنش‏های نسبتا بزرگ موجود در اجرای زیرزمین سازه از قبیل ستون، پایه و یا دیوار برای خاک است. خاک‏ها و مصالح طبیعی موجود در سطح زمین در مقایسه با اجزای روسازه از قبیل مصالح ساختمانی متداول، مانند بتن و فولاد، مقاومت و توان باربری نسبتا پایینی دارند. مهندسی پی هنر بکارگیری علوم سازه، ژئوتکنیک و قضاوت مهندسی در رابطه با تحلیل و اجرای پی بوده به نحوی که با رعایت اصول فنی، اجرایی، پایداری و اقتصادی،نهایتا سیستم پی بهینه‏ای حاصل گردد. جهت تحقق یافتن اهداف فوق مهندس پی باید درک مناسبی از رفتار و عملکرد متقابل و به عبارتی دیگر، اندرکنش خاک و سنگ بستر، و نیز شرایط روسازه را داشته باشد.

از ملزومات اساسی آنالیز و طراحی پی تعیین توان باربری (ارزیابی مقاومت خاک و سنگ)، برآورد میزان تغییرات حجمی و فشردگی بستر بر اثر بارگذاری(تخمین میزان نشست خاک) و طراحی سازه‏ای می‏باشد که در دو گام اول هندسه پی در پلان و عمق استقرار آن تعیین گردیده و سپس طراحی سازه‏ای و یا طراحی داخلی بر اساس تنش‏های داخلی بر اثر نیروهای خارجی صورت می‏گیرد که شامل انتخاب مصالح، تعیین ضخامت پی و در صورت لزوم چگونگی مسلح نمودن آن است. کنترل پایداری و طراحی خارجی نیز از ضروریات تحلیل و طراحی بوده و در نهایت کفایت سیستم طراحی شده به لحاظ اجرایی و اقتصادی مورد ارزیابی قرار می‏گیرد[1].

پی‏ها به لحاظ عمق استقرار پی به دو گروه پی‏های سطحی و پی‏های عمیق تقسیم بندی می‏شود. پی‏های سطحی از متداول‏ترین پی‏ها بخصوص برای پروژه‏های ساختمانی است که اغلب عمق استقرار آنها کمتر از عرضشان است. پی‏های سطحی شامل پی‏های منفرد، مرکب، نواری و گسترده می‏باشد. امروزه برای حالت‏هایی که تقارن محوری وجود دارد از پی‏های دایره‏ای و حلقوی استفاده می‏شود. برای پی سازه‏هایی مانند پایه‏های پل‏ها، برج‏های آبی، سیلوها و … از پی‏های حلقوی استفاده می‏شود. به لحاظ اقتصادی استفاده از پی‏های حلقوی میزان استفاده از مصالح را کاهش می‏دهد. کشورهایی که در آن مصالح اولیه برای ساخت از نظر هزینه قیمت بالایی را ایجاد می‏کند، استفاده از پی‏های حلقوی گسترش بیشتری یافته است.

در کشور ما ایران نیز از پی‏های حلقوی استفاده می‏شود. برای برج‏های خنک کننده و واحد HRSG سیکل ترکیبی نیروگاه کازرون از پی‏های حلقوی استفاده شده است.

1-2- موقعیت نیروگاه کازرون

محل نیروگاه کازرون در کیلومتر 10 جاده کازرون-فراشبند(روستای بلیان) و کیلومتر 4 جاده اختصاصی نیروگاه سیکل ترکیبی کازرون می‏باشد. موقیت جغرافیایی محل در شکل(1-1) مشخص شده است[2].

1-3- زمین شناسی عمومی منطقه

محدوده مورد مطالعه جزء واحد زمین شناسی زاگرس چین خورده می‏باشد که در جنوب غربی ایران واقع گردیده است. پهنای این واحد 150 تا 250 کیلومتر تخمین زده می‏شود. روند عمومی این منطقه شمال غربی- جنوب شرقی است و در آن رسوبات پالئوزوئیک، مزوزوئیک و ترشیری به طور هم شیب روی هم قرار دارند. این رسوبات پوشش‏های حاشیه قاره‏ای شرق پلاتفرم عربستان را تشکیل می‏داده‏اند[2].

شکل(1-1)- (   ) موقعیت جغرافیایی نیروگاه کازرون

شکل(1-2)- نمایی از برج‏های خنک کننده نیروگاه کازرون

1-4- مطالعات ژئوتکنیک

براساس مشاهدات صحرایی، بررسی نمونه‏ها و نتایج حاصل از آزمایش‏های آزمایشگاهی، قشرهای تحت الارضی در محدوده مورد نظر عمدتا شامل رس کم پلاسیسیته به رنگ قهوه‏ای می‏باشد. این لایه ها در بعضی اعماق با مقدار کمی ماسه همراه هستند. براساس طبقه‏بندی متحد خاک از نوع CL می‏باشد. سطح آب زیرزمینی به طور دقیق و با استفاده از پیزومتر سنجیده شده است. با توجه به وجود پیزومتر در محل اندازه‏گیری سطح اب در طول اجرای پروژه امکان پذیر بود. تراز آب زیرزمینی قبل از اجرای پروژه در عمق 26 متری از سطح زمین قرار داشت.

و......

بررسی تأثیر تثبیت با آهک و سرباره فولادسازی ذوب آهن بر دوام خاک رسی

پایان نامه کارشناسی ارشد

عنوان:

تأثیر تثبیت با آهک و سرباره فولادسازی ذوب آهن  (BOS) بر دوام خاک رسی و خاک رس آلوده به مواد شیمیایی

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات:190   صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه

3……………………………………………………………………………………………………….. کلیات

5…………………………………………………………………………………………………….  اهداف پایان‌نامه

6……………………………………………………………………………………..  معرفی فصل‌های پایان‌نامه

 فصل دوم: تثبیت خاک رس با آهک و سرباره فولادسازی و اثر سولفات بر خاک رس تثبیت شده با آهک

9…………………………………………………………………………………………………………….  مقدمه

11…………………………………………………………………………………………………..  کانی‌های رس

11……………………………………………………………………………………….. ترکیب و ساختمان کانی‌های رس

13……………………………………………………………………………………………………. کائولینیت

14…………………………………………………………………………………………………….. ایلیت

15……………………………………………………………………………………………  مونت موریلونیت

16………………………………………………………………………………………  ویژگی‌های کانی‌های رس

16………………………………………………………………………………………….. ظرفیت تبادل کاتیونی

16……………………………………………………………………………………………………تثبیت خاک

17…………………………………………………………………………………………………  اهداف تثبیت

18……………………………………………………………………………………… تثبیت خاک با آهک

23…………………………………………………………………………………خاک‌های مناسب جهت تثبیت با آهک

24……………………………………. ویژگی‌های خاک تثبیت شده با آهک در مقایسه با خاک تثبیت نشده

24……………………………………………………………………… تعیین درصد آهک مناسب

26…………………………………………………………………………….  روش اشتو

26………………………………………………………………………..استفاده از آزمایش

27……………………………………………………………. استفاده از آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده

28………………………………………………………………………………………… استفاده از روش نشانه خمیری

28………………………………………………………………………………………………… pH2- روش

29……………………………………………………………………..- واکنش‌های شیمیایی بین خاک و آهک

29……………………………………………………………………………………………………… تبادل یونی

30………………………………………………………………………………..واکنش‌های پوزولانی

31…………………………………………………………………………. واکنش‌ کربناسیون

32…………………………………………………………………………….  تأثیر آهک بر مشخصات خاک

33……………………………………………………………………………تأثیر آهک بر هدایت الکتریکی

34……………………………………………………………………………………….. خاک pH2- تأثیر میزان آهک بر

35………………………………………………………………………………. تأثیر میزان آهک بر نفوذپذیری خاک

36…………………………………………………………………………………………….. تأثیر آهک بر حدود اتربرگ

36………………………………………………………………………………….  تأثیر آهک بر وزن مخصوص خشک

37………………………………………………………………………………………تأثیر آهک بر روی مقاومت خاک

38………………………………………………………………………………………..مرور کلی بر پژوهش‌های انجام شده

43………………………………………………………………………………… تأثیر سولفات بر واکنش‌های خاک و آهک

43…………………………………………………………………………………………….. مقدمه

53…………………………………………………………………………………………تأثیر سولفات بر حدود اتربرگ

55………………………………………………………………………………………..  تأثیر سولفات بر خصوصیات تراکم

57……………………………………………………………………. بررسی اثر سولفات‌ها بر خاک‌های تثبیت شده

60………………………………………………………………………………………………………………تورم ناشی از سولفات

62…………………………………………………………………………………………………………………………اترینگایت

63………………………………………………………………………………………..مکانیزم تورم ناشی از اترینگایت

64…………………………………………………………………………….. روش‌های کاهش اثرات نامطلوب سولفات‌ها

65…………………………………………………………………………….روش دو مرحله‌ای اختلاط خاک و آهک

67……………………………………………………………………………………………………………..روش عمل‌آوری

67…………………………………………………………………………..  استفاده از تثبیت کننده‌های بدون کلسیم

68……………………………………………………………………………………. استفاده از ژئوتکستایل – ژئوگرید

68…………………………………………………………………………………..جایگزینی با سرباره کوره ذوب آهن

71………………………………………………………………………………………………………….خلاصه و نتیجه‌گیری

 فصل سوم: دوام خاک در برابر یخ زدن و آب شدن و تر و خشک شدگی

75……………………………………………………………………………………………………………..تورم در اثر یخبندان

76…………………………………………………………………………………اثرات منفی یخبندان بر روسازی راه‌ها

76…………………………………………………………….عوامل اساسی برای متورم شدن روسازی در اثر یخبندان

76……………………………………………………………………………………………..راهکارهای جلوگیری از یخبندان

77………………………………………………………………………………………..خاک‌های حساس در برابر یخ‌زدگی

80…………………………………………………………………………………………………….مروری بر مطالعات گذشته

96…………………………………………………………………………………………………………..خلاصه و نتیجه‌گیری

 فصل چهارم: مصالح و روش‌های آزمایش

99…………………………………………………………………………………………………مقدمه

100…………………………………………………………………………………………  مصالح به کار برده شده در تحقیق

100…………………………………………………………………………………………………………… آزمایش دانه‌بندی

101……………………………………………………………………………………………………… دانه‌بندی کائولینیت

101………………………………………………………………………………… آزمایش تعیین درصد رطوبت خاک

101………………………………………………………………………………………………… آزمایش تعیین چگالی

102………………………………………………………………………………………………… آزمایش حد روانی و خمیری

102…………………………………………………………….. آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده (تک‌محوری)

104………………………………………………………………………………… ابعاد نمونه

104……………………………………………………………………………. تهیه و ساخت نمونه

104…………………………………. تهیه خاک آلوده به مواد شیمیایی (سولفات سدیم و منیزیم)

106………………………………………………………………..ساخت نمونه‌‌‌ها جهت آزمایش تک‌محوری

108……………………………….. نمونه‌های به کار برده شده در آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده

109………………………………………………………………………………………… آزمایش یخ زدن و آب شدن

111……………………………………………………………………………………………….آزمایش تر و خشک شدگی

112…………………………………………………………………………………………..ترکیب نمونه‌های مورد آزمایش

114……………………………………………………………………………………………………..خلاصه

 فصل پنجم: نتایج آزمایش‌ها و تحلیل نتایج

117…………………………………………………………………………………………………….مقدمه

118……………………………………………………………………………………….. نتایج آزمایش‌های اولیه خاک رس

118………………………………………………………………………………….دانه‌بندی خاک رس کائولینیت

118…………………………………………………………………………….خواص مهندسی خاک رس

119…………………………………………………………………………….کانی‌شناسی مصالح مصرفی

119…………………………………………………………………………..خاک رس کائولینیت

119……………………………………………………………………………………….آهک

120……………………………………………………………………………………. سرباره

120………………………………………………………………………… ترکیب نمونه‌های مورد آزمایش

122……………………………………………………… نتایج آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده

122………………………………………..نتایج آزمایش‌ها پس از اعمال سیکل‌های یخ زدن و آب شدن

122……………………………………………………………………………..خاک بدون آلودگی

127………………………………………………………………………..خاک آلوده به سولفات سدیم

130…………………………………………………………………….خاک آلوده به سولفات منیزیم

133…………………… مقاومت فشاری محدود نشده پس از اعمال سیکل‌های تر و خشک شدگی

133…………………………………………………………………………………….خاک بدون آلودگی

136……………………………………………………………………………. خاک آلوده به سولفات سدیم

140……………………………………………………………………. خاک آلوده به سولفات منیزیم

143……………………………مقایسه آزمایش‌های دوام دراثر آلودگی به سولفات سدیم و منیزیم

143………………………………………………………مقایسه حالت‌های مختلف یخ زدن و آب شدن

145…………………………………………………………مقایسه حالت‌های مختلف تر و خشک شدگی

147……………………………………………………………………………..مقایسه پارامتر دوام

152…….مقایسه مدول الاستیسیته در خاک آلوده و خاک بدون آلودگی تحت تاثیر آزمایش‌های دوام

155…………………………………………………………..مقایسه نسبت بهبود مقاومت خاک

156……………………………………………………………..خلاصه و نتیجه‌گیری

فصل ششم: نتیجه­گیری و پیشنهادها

160…………………………………………………………………….مقدمه

160………………………………………………………….نتایج

161………………………………………………………………. پیشنهادها

165……………………………………………………….. مراجع

کلیات

خاک‌های رسی از نظر ظرفیت باربری و نشست، همواره در گروه خاک‌های مسأله‌دار‌ هستند و معمولاً سازه‌هایی که بر روی این نوع خاک‌ها بنا می‌شوند، باید تمهیدات ویژه‌ای در مورد آن‌ها در نظر گرفته شود. به‌طور کلی روش‌های مختلفی برای اصلاح خصوصیات اینگونه خاک‌ها ارائه شده است، یکی از این روش‌ها جهت اصلاح اینگونه خاک‌ها، به‌منظور افزایش ظرفیت باربری و کاهش تورم آن‌ها روش تثبیت است. با توجه به گستردگی خاک‌های ریزدانه و اجبار در اجرای بسیاری از پروژه‌ها بر روی اینگونه خاک‌ها، اهمیت تثبیت خاک‌های ریزدانه به‌ویژه خاک‌های رسی روشن می‌شود. تثبیت خاک برای بهبود خصوصیات مهندسی خاک‌های نامرغوب، در احداث سازه‌های مهندسی عمران مثل راه‌ها، فرودگاه‌ها، خاکریزها، سدها و پی‌های کم عمق به‌کار می‌رود. از آنجا که رشد سریع صنعت منجر به تولید مقادیر زیادی مواد زائد شده است بیشتر این مواد استفاده مهمی ندارند و سبب مشکلات زیست‌محیطی می‌شوند. در بعضی موارد این مواد زائد دارای پتانسیل بالایی هستند و می‌توانند به‌عنوان ماده اولیه در صنایع ساخت سیمان و یا صنایع دیگر مفید واقع شوند. استفاده از مواد زائد نه تنها سبب کاهش مشکلات زیست‌محیطی می‌شود؛ بلکه به حفظ منابع طبیعی مانند آهک و سنگدانه نیز کمک می‌کند. سرباره فولادسازی دارای خواص مکانیکی مطلوبی به‌عنوان مصالح دانه‌ای است، که شامل مقاومت خوب در برابر فرسایش و ظرفیت باربری مناسب است. از سرباره به‌عنوان مصالح دانه‌ای در خاکریزها، شانه‌های خاکی بزرگراه‌ها، آسفالت پیاده‌روها، بزرگراه‌ها و سازه‌های هیدرولیکی استفاده می‌شود. تورم خاک‌‌های رسی از موضوعات مهمی است که مورد توجه بسیاری از محققین قرار دارد. تورم در خاک رس می‌تواند به علل مختلف رخ دهد، یکی از این موارد، اثر مخرب وجود سولفات در خاک تثبیت شده با آهک است. جایگزینی آهک با سرباره سبب کاهش مقدار آهک آزاد و کاهش مقدار pH می‌شود. بنابراین با افزایش نسبت سرباره به آهک حتی در غلظت‌های زیاد سولفات، تورم کاهش می‌یابد. درنواحی سردسیر، خاک‌ها در معرض سیکل یخ زدن و آب شدن هستند. این سیکل یخ زدن و آب شدن، تغییرات مهمی بر خواص ژئوتکنیکی ایجاد می‌کند. خاک‌های ریزدانه تحت تأثیر سیکل یخ زدن و آب شدن دچار تغییراتی در حجم، مقاومت و فشردگی‌پذیری، چگالی، میزان آب یخ نزده و ظرفیت باربری در ریز ساختار می‌شوند. صدمات ناشی از یخ زدن و آب شدن یکی از مشکلات اساسی برای خاک‌های ریزدانه محسوب می‌شود. مقاومت و دوام توسط سیکل‌های یخ زدن و آب شدن کاهش می‌یابد. ترک‌ها و شکاف‌های ایجاد شده رایج‌ترین صدمات ناشی از یخ زدن و آب شدن محسوب می‌شود. لذا تورم ناشی از یخبندان و تورم ناشی از حضور سولفات در خاک‌های ریزدانه تثبیت شده با آهک امر مهمی در پروژه‌های عمرانی محسوب می‌شود که لزوم تحقیقات بیشتر در این زمینه در پروژه‌های عمرانی احساس می‌شود.

1-2- اهداف پایان‌نامه

خاک‌های ریزدانه رس‌دار همواره باعث ایجاد مشکل در پروژه‌های عمرانی شده‌اند، یکی از روش‌های بهبود خواص خاک‌های مسأله‌دار، استفاده از آهک به‌منظور تثبیت خاک است، در صورتی که خاک حاوی یون سولفات باشد یا خاک تثبیت شده در معرض آب سولفاته قرار گیرد، حضور آهک نه‌تنها باعث کاهش تورم لایه تثبیت شده نمی‌شود، بلکه نتیجه عکس داده و سبب افزایش تورم می‌گردد. این پدیده به علت انجام واکنش‌های شیمیایی بین کانی‌های رس، آهک و سولفات است که منجر به تشکیل کانی‌های اترینگایت و تاماسایت شده و این کانی‌ها با جذب آب به‌شدت متورم می‌شوند. اخیراً ترکیبات شیمیایی جدیدی برای تثبیت خاک‌های رسی مورد استفاده قرار گرفته است که در این میان استفاده از سرباره فولادسازی ( ^[1](BOSدر افزایش مقاومت خاک رس، روش جدیدی محسوب می‌شود، از آنجا که خاک‌ها‌‌‌‌ از دانه‌‌‌‌‌‌‌ها و کانی‌‌های رس تشکیل شده‌اند، در مقابل پدیده یخ زدن و آب شدن و تر و خشک شدن‌های متوالی دچار مشکل می‌شوند و در مناطق سردسیر، عمق یخ‌بندان ممکن است به خاک لایه بستر راه‌ها نیز برسد که در نهایت منجر به کاهش مقاومت و ظرفیت باربری خاک به علت افزایش رطوبت ناشی از آب شدن یخ می‌شود، در این تحقیق تاثیر سرباره فولاد ‌ذوب آهن اصفهان بر دوام خاک رس، در دو حالت بدون آلودگی و آلوده به مواد شیمیایی (سولفات سدیم و منیزیم) به کمک آزمایش تک‌محوری مورد بررسی قرار گرفته است. به‌طور کلی درزمینه استفاده از (BOS) در تثبیت خاک‌های رسی تحقیقات کمی انجام شده است، از آنجا که سرباره ماده زائدی در طبیعت به‌حساب می‌آید استفاده از این مواد زائد (­در بهبود خواص خاک­) از نظر اقتصادی و جنبه‌های زیست‌محیطی می‌تواند از اهمیت خاصی برخوردار باشد. این پایان‌نامه در ادامه تحقیقات پایان‌نامه‌های قبلی دانشکده مهندسی دانشگاه بوعلی­سینا توسط اکرمی (1385)، نادری (1388)، نجاتی (1389) و صفا (1392) انجام شده‌است.

- معرفی فصل‌های پایان‌نامه

فصل‌های موجود در این پایان‌نامه به شرح زیر است:

• فصل اول: مقدمه
• فصل دوم: تثبیت خاک رس با آهک و سرباره فولادسازی و اثر سولفات بر خاک رس تثبیت شده با آهک

در این فصل پس از معرفی کلی خاک رس، تاثیر آهک و سرباره در تثبیت خاک بررسی شده است. سپس تأثیر سولفات بر مقاومت و دوام خاک رس مورد بررسی قرار گرفته است. .

• فصل سوم: دوام خاک در برابر یخ زدن و آب شدن و تر و خشک شدگی

دراین فصل تأثیر سیکل‌های یخ زدن و آب شدن و تر و خشک شدگی بر مقاومت و دوام خاک بررسی شده‌است.

• فصل چهارم: مصالح و روش‌های آزمایش

در این فصل از پایان­نامه، مراحل و روند نمونه سازی و آزمایش‌های مربوطه شرح داده شده است..

• فصل پنجم: نتایج آزمایش‌ها و تحلیل نتایج

در این فصل ابتدا نمودارهای بدست آمده از نتایج آزمایش‌ها ارائه شده است سپس نتایج مورد تحلیل قرار گرفته است.

• فصل ششم: نتیجه­گیری و پیشنهاد­ها

در فصل ششم، نتایج کلی به صورت خلاصه جمع‌بندی شده است و همچنین پیشنهادهای لازم جهت ادامه دادن مسیر این تحقیق و کار در زمینه­های بعدی آمده است.

فهرست مراجع

در انتها فهرست مراجع مورد استفاده در این پایان­نامه اراﺋﻪ شده است.

بهمراه تعداد رفرنس بالا

و......