پایان نامه ، تحقیق و مقاله | دیجی لود

ادامه مطلب

DOC
بررسی اثرنانوذرات بر فرآیند  خودترمیمی خاک های رسی  : پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش خاک وپی
doc
تعداد صفحات : 101
پایان نامه کارشناسی ارشد
رشته مهندسی عمران -گرایش خاک وپی
همراه با جداول ، اشکال و نمودار
29000 تومان


پایان نامه ای که معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته عمران  و با عنوان بررسی اثرنانوذرات بر فرآیند خودترمیمی خاک های رسی در 101 صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب عمران  قرار گیرد.

 

چکیده بررسی اثرنانوذرات بر فرآیند خودترمیمی خاک های رسی:

لایه های رسی متراکم به عنوان یکی از متداول ترین لایه های نفوذناپذیر در اکثرسازه  های ژئوتکنیکی مانند سدهای خاکی و مراکز دفن زباله های شهری و رادیواکتیو کاربرد دارند. به دلیل خصوصیات ژئوتکنیکی خاص، این لایه ها در طول عمر خود به وسیله ترک خوردگی دچار آسیب می گردند این ترک ها باعث افزایش نفوذپذیری لایه و کاهش کارایی آن می گردد.

با توجه به لزوم آگاهی و شناخت عوامل موثر بر پایداری سازه های ژئوتکنیکی ساخته شده با این لایه ها در این پژوهش سعی شده است تا با استفاده از خاصیت خودترمیمی خاک های رسی گامی در جهت بهبود عملکرد خاک ها در شرایط مختلف برداشته شود.

در تحقیق حاضر با انجام آزمایشات متعدد نشان داده شده است که می توان با افزایش مقاومت خاک های رسی، سرعت ترمیم ترک را بیشتر کرد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزودن نانو رس مونتموریلونیت به خاک باعث افزایش مقاومت نهایی آن می شود؛ گذشت زمان تاثیر این افزایش مقاومت را در روند ترمیم ترک ایجاد شده توسط دستگاه در نمونه ها کاملا آشکار می کند.

 

مقدمه

خاک های رسی غالبا دارای مشکلاتی از جمله نشست زیاد، مقاومت برشی پایین و دشواری تراکم می باشند. برای تامین مقاومت مناسب خاک روش های مختلفی سازی خاک، پیش بارگذاری، اختلاط و تثبیت خاک هستند. بسته به نوع پروژه و شرایط وجود دارد که در قالب روش های متنوع بهسازی قرار می گیرند. برخی از این روش ها عبارت از متراکم ساختگاه یکی از این روش ها به عنوان روش مناسب جهت تثبیت انتخاب می شود]1[.

تثبیت رس ها با استفاده از افزودنی های متداول همچون سیمان، آهک، خاکستر بادی و … همواره در مطالعات پژوهشگران مورد بررسی قرار گرفته است. در کنار آن  نانو مواد که حائز ویزگی های منحصر به فردی هستند کمتر مورد توجه بوده اند. ]2[. نتایج آزمایشات پیشین نشان می دهد که افزودن درصد کمی نانو رس مونتموریلونیت به خاک رس باعث افزایش چشمگیر مقاومت آن می شود (به همین دلیل ماده افزودنی مورد استفاده در این پژوهش نانو رس مونتموریلونیت اصلاح نشده انتخاب شده است).

از طرف دیگر خاک رس دارای ویژگی مثبتی است که موجب ترمیم ترک های به وجود آمده در آن می شود. خاصیت ترمیم ترک رس به معنای بسته شدن ترک های ایجاد شده در آن می باشد. عوامل موثر بر خودترمیمی خاک رس مخصوصا خصوصیات خمیری خاک ها در شرایط مختلف تراکمی-تحکیمی و رطوبتی سبب رفتارهای خاص مربوط به خاک رس می گردد]4[.

بیشتر آزمایش های انجام شده در زمینه خودترمیمی رس ها آزمایشات نفوذپذیری بوده و محدود به ترک های ایجاد شده از انقباض و انبساط در مراکز دفن زباله]15[و]24[، یا ترک های ناشی از فرسایش درونی در سدهای خاکی بوده اند]4[و]23[. در حالیکه از این خاصیت رس ها می توان در سایر پدیده های ژئوتکنیکی که تحت یک سربار مشخص و قابل پیش بینی به وقوع می پیوندند نیز استفاده کرد. برای رسیدن به این مطلوب در این تحقیق با ایجاد یک ترک  به وسیله آزمایش مقاومت فشاری محصور نشده در خاک تقویت شده با نانو رس مونتموریلونیت و نگهداری از آن در جهت ترمیم شدن تا زمان های مشخصی سعی در  بررسی تاثیر افزایش مقاومت در روند این پدیده را داریم.

اهداف پژوهش بررسی اثرنانوذرات بر فرآیند خودترمیمی خاک های رسی

–  ارائه یک راهکار جدید برای بررسی پدیده خود ترمیمی و استفاده از آن

–  افزایش مقاومت خاک و بررسی تاثیر این افزایش مقاومت بر روند ترمیم ترک

-بررسی خصوصیات فیزیکی خاک و اصلاح آن ها

–  بررسی نقش نانو رس مونتموریلونیت اصلاح نشده بر میزان خود ترمیمی خاک ها در طول زمان

–  بدست آوردن یک درصد بهینه افزودنی نانو رس که علاوه بر افزایش مقاومت باعث تسریع خود ترمیمی شود.

 

ساختار پژوهش

این پژوهش در قالب فصل های جداگانه تنظیم شده که به طور کلی مباحث مربوط به موضوع تحقیق را شامل می شود.

در این تحقیق بعد از بیان توضیحاتی در ارتباط با پژوهش های انجام گرفته و نتایج بدست آمده تا کنون با بررسی خاک های رسی، میزان تاثیرگذاری خاک های رسی در خصوصیات فیزیکی از جمله خودترمیمی خاکها را مورد ارزیابی قرار داده ایم و بعد از شناخت تاثیر خاک های رسی با انجام آزمایش هایی موضوع خودترمیمی خاک های رسی را مورد سنجش قرار داده و اهداف پژوهش را مورد ارزیابی و بررسی قرار داده و نتایج حاصل از آن را در بخش نتیجه گیری و پیشنهادات آورده ایم.

 

نتیجه گیری بررسی اثرنانوذرات بر فرآیند خودترمیمی خاک های رسی

از روش های معمول در برآورد مقاومت برشی خاک های چسبنده می توان به آزمایش های سه محوری کششی یا فشاری، آزمایش فشاری تک محوری  محصور نشده و آزمایش برش مستقیم اشاره نمود. در این میان به دلیل اینکه آزمایشهای فشاری سه محوری و تک محوری در شرایط تنش درجای خاک، نسبتا مقاومت برشی واقعی تری را ارزیابی می کنند بمقدار بیشتری در پروژه های مهم مورد استفاده قرار می گیرنداز طرف دیگر آزمایش تک محوری روش بسیار سریع و ارزان جهت تعیین مقاومت خاک های چسبنده بوده که تاکنون بطور وسیعی مورد استفاده قرار گرفته است]22[.

در این تحقیق معیار ارزیابی فرآیند خود ترمیمی خاک های رسی تغییرات  در زمان های تعیین شده است، برای این منظور در ابتدا افزایش مقاومت نسبت به حالت بدون افزودنی نشان داده شده است سپس میزان مقاومت بعد از ایجاد ترک و گذشت زمان تعیین شده محاسبه شده است و توانایی مقاومت دوباره در برابر سربار اعمال شده به عنوان ترمیم در نظر گرفته شده است. ( هریک از نمونه های چهارگانه موردنظر در 5 زمان مختلف 3،  7، 14،28، 60 روز نگهداری شده اند)

 

 

فهرست مطالب بررسی اثرنانوذرات بر فرآیند خودترمیمی خاک های رسی

فصل اول-کلیات

1-1- مقدمه…………………………. 2

1-2- اهداف پژوهش……………………. 3

1-3- ساختار پژوهش…………………… 3

فصل دوم-پیشینه تحقیق

2-1- مقدمه…………………………. 6

2-2- تاریخچه نانوفناوری……………… 6

2-3- دلایل استفاده از فناوری نانو……… 7

2-4- نانو فناوری و مهندسی ژئوتکنیک……. 9

2-5-بررسی های انجام گرفته در مورد پدیده خود ترمیمی     13

2-6-جمع بندی……………………….. 18

فصل سوم- ویژگی های خاک های رسی

3-1- مقدمه…………………………. 21

3-2- کانی های رسی و طبقه بندی آنها……. 21

3-3- تورم و انقباض در خاک های رسی…….. 23

3-4- واگرایی خاک های رسی…………….. 24

3-5- ماهیت ترک خوردگی……………….. 25

3-5-1- تقسیم بندی ترک ها بر اساس ماهیت ترک 26

3-5-2- تقسیم بندی ترک ها براساس عامل اصلی خرابی    27

3-5-3- جلوگیری از ترک خوردگی…………. 29

3-6- روش های مواجه با خاک های واگرا…… 30

3-6-1-روش های طراحی و اجرای مناسب…….. 31

3-7- ویژگی های مونتموریلونیت(بنتونیت)…. 32

3-8-فرآیند خودترمیمی………………… 33

3-9- جمع بندی………………………. 34

فصل چهارم- روش تحقیق

4-1-مقدمه………………………….. 37

4-2- مواد مصرفی…………………….. 37

4-2-1-خاک رسی………………………. 37

4-2-2-نانو رس مونتموریلونیت اصلاح نشده…. 38

4-3- تعیین حد خمیری و حد روانی……….. 38

4-4- تعیین درصد واگرایی……………… 40

4-4-1-آزمایش کرامب………………….. 40

4-4-2-آزمایش هیدرومتری مضاعف…………. 41

4-5- آماده سازی مقاومت فشاری تک محوری…. 42

4-6-جمع بندی……………………….. 44

فصل پنجم- بیان نتایج و تفسیر داده های آزمایشگاهی

5-1- مقدمه…………………………. 46

5-2- آزمایش کرامب…………………… 47

5-3- آزمایش هیدرومتری مضاعف………….. 47

5-4- آزمایش مقاومت فشاری محصور نشده…… 48

5-5- صحت آزمایشات انجام گرفته………… 75

5-6- تعیین درصد بهینه نانو رس مونتموریلونیت اصلاح نشده   76

فصل ششم- نتیجه گیری و پیشنهادات

6-1- نتیجه گیری…………………………. 79

6-2- پیشنهادات………………………….. 82

منابع……………………………… 106

 

 

فهرست شکل ها

شکل 3-1- کانی رس………………………. 21

شکل 3-2- (a) چهار وجهی سیلیکا، (b) ورق های سیلیکا، (c) هشت وجهی تک آلومینیوم،

(d) ورق های آلومینیوم………………….. 22

شکل3-3- ساختمان کائولینیت،ایلیت و مونتموریلونیت  23

شکل3-4- نمونه های مختلف ترک ایجاد شده در اثر از دست دادن رطوبت 26

شکل3-5- ترک های ایجاد شده در طی زمان…….. 27

شکل3-6-مونتموریلونیت…………………… 32

شکل3-7-ترک ترمیم یافته…………………. 33

شکل 4-1- آزمایش دانه بندی خشک وتر……….. 37

شکل 4-2- تعیین حدود اتربرگ……………… 39

شکل4-3-………………………………. آزمایش کرامب 41

شکل4-4- آزمایش هیدرومتری مضاعف………….. 42

شکل 4-5- ساخت نمونه همگن……………….. 44

شکل 5-1- تغییرات نمونه خاک با 5/2 درصد نانورس بعد از دوماه با میکروسکوپ

الکترونیSEM………………………….. 75

شکل 5-2- تغییرات نمونه خاک با 5/2 درصد نانورس بعد از یکماه با میکروسکوپ

الکترونیSEM………………………….. 75

 

شکل 5-3- وجود نانو رس مونتموریلونیت در محل ترک بعد از دو ماه در نمونه

با 5/2درصد نانو رس با میکروسکوپ الکترونیFESEM   76

 

فهرست جدول ها

جدول2-1- حدود خمیری، روانی و دامنه ی خمیری خاک با درصدهای مختلف افزودنی

MMN و بنتونیت……………………….. ..11

جدول4-1-مشخصات فیزیکی و شیمیایی نانورس مونتموریلونیت اصلاح نشده .38

جدول 4-2-مشخصات خاک رس مورد استفاده……… .39

جدول 5-1-تعداد آزمایش های انجام شده……… .46

جدول 5-2-نتایج آزمایش کرامب…………….. .47

جدول 5-3-نتایج آزمایش هیدرومتری مضاعف……. .47

جدول5-4-مقایسه مقاومت نهایی بدست آمده ازآزمایش تک محوری برای نمونه های خاک

با درصدهای مختلف افزودنی……………….. .48

جدول 5-5- تغییرات    در زمان براساس میزان ماده افزودنی .49

جدول 5-6- تغییرات و E50در زمان 3 روز براساس میزان ماده افزودنی………………………………………… .54

جدول 5-7- تغییرات و E50 در زمان 7 روز براساس میزان ماده افزودنی………………………………………… .59

جدول 5-8- تغییرات و E50 در زمان14 روز براساس میزان ماده افزودنی………………………………………… .64

جدول 5-9- تغییرات و E50 در زمان28 روز براساس میزان ماده افزودنی………………………………………… .69

جدول 5-10- تغییرات و E50در زمان60 روز براساس میزان ماده افزودنی………………………………………… .74

 

 

فهرست نمودارها

نمودار2-1- حدود خمیری ، روانی و دامنه ی خمیری با درصدهای مختلف نانو رس …………….11

نمودار 2-2- نتایج آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده با درصد های مختلف نانو رس 12

نمودار2-3- میزان دبی خروجی در طول آزمایش در بنتونیت 10% و رطوبت 18 …………….15

نمودار2-4- بررسی زمان رسیدن به خود ترمیمی کامل برای نمونه هایخاک طبیعی، خاک

طبیعی با 10% بنتونیت، خاک طبیعی با 20% بنتونیت،خاک طبیعی با 30% بنتونیت ……………16

نمودار2-5- تغییرات میزان جریان با زمان سپری شده  ……………16

نمودار2-6- ارتباط جریان بحرانی با عمق ترک… ……………17

نمودار2-7- ارتباط جریان بحرانی با نسبت   ……………17

نمودار3-1-تاثیر رطوبت در نشست خاک……….. ……………30

نمودار4-1-منحنی دانه بندی………………. ……………38

نمودار5-1-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 50

نمودار5-2-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی بعد از 3 روز…………..50

نمودار5-3-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 51

نمودار5-4- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی بعد از 3 روز………….51

نمودار5-5- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 52

نمودار5-6- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی بعد از 3 روز……….52

نمودار5-7-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 53

نمودار5-8- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی بعد از 3 روز………….53

نمودار5-9-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 55

نمودار5-10-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی بعداز7 روز …………55

نمودار5-11 -تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 56

نمودار5-12- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی بعد از 7 روز………56

نمودار5-13-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 57

نمودار5-14 تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی بعد از 7 روز……57

 

نمودار5-15- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 58

نمودار5-16- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی بعد از 7 روز……..58

نمودار5-17-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 60

نمودار5-18-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی بعداز14 روز ……..60

نمودار5-19- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با1% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 61

نمودار5-20-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با1% افزودنی بعد از 14 روز………61

نمودار5-21-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی در مرحله اولیه بعد

از ساخت نمونه 62

نمودار5-22- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی بعد از 14 روز….62

نمودار5-23- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 63

. نمودار5-24- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی بعد از 14 روز……63

نمودار5-25-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 65

نمودار5-26-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی بعداز28 روز ……….65

نمودار5-27- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 66

نمودار5-28- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی بعد از 28 روز……….66

نمودار5-29- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 67

نمودار5-30- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی بعد از 28 روز…….67

نمودار5-31- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 68

نمودار5-32- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی بعد از28 روز………68

نمودار5-33-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 70

نمودار5-34-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی بعداز60 روز ………..70

نمودار5-35- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 71

نمودار5-36- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی بعد از 60 روز……..71

نمودار5-37- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 72

نمودار5-38- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی بعد از 60 روز…..72

نمودار5-39- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی در مرحله اولیه

بعد از ساخت نمونه 73

نمودار5-40- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی بعد از 60 روز………73

نمودار6-1- مقاومت نهایی بدست آمده در آزمایش تک محوری برای نمونه های با

درصدهای مختلف مواد افزودنی 79

نمودار6-2- تغییرات  با توجه به زمان ودرصد ماده افزودنی …………..80

 

 

 

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا مشکل مورد بررسی قرار گیرد. دیجی لود متعهد میشود که هر طور شده فایل خریداری شده ، به دست شما خواهد رسید.

برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.



برچسب‌ها :
ads

مطالب مرتبط


ديدگاه ها


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

3 + 8 =