تأثير اختلاط نانورس و خاكستر ساقه ني (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud) در تثبيت بستر خاكي ريزدانه راه‌هاي جنگلي

Investigating the effect of the combination of nano-clay and reed ash (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.) on stabilization of the fine aggregate earthy bed of forest roads

امروزه استفاده تلفيقي از تثبيت‌كننده هاي زيستي خاك مانند انواع خاكسترها و نانوذرات براي تسريع و تقويت فرآيند تثبيت بستر خاكي تورم‌پذير راه‌ها بيش از پيش مورد توجه قرار گرفته است. خاك رس تورم‌پذير مورد استفاده در اين پژوهش از مسير عبور جاده‌هاي پيشنهادي سري دو طرح جنگل‌داري دكتر بهرام‌نيا واقع در استان گلستان تهيه شد. براي آماده‌سازي تيمارهاي تثبيت خاك، ابتدا درصدهاي وزني اختلاط 0/5 نانورس مونت‌مريلونيت و دو خاكستر ساقه ني (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud)، يك نانورس و چهار خاكستر، 1/5 نانورس و شش خاكستر و دو نانورس و هشت خاكستر به خاك اضافه شد و به مدت پنج دقيقه هم زده شد تا مخلوط همگن و عاري از كلوخه به‌دست آيد. پس از عمل‌آوري و گذشت هفت، 14 و 28 روز از زمان تثبيت، آزمايش‌هاي حدود آتربرگ، تراكم استاندارد، مقاومت تك‌محوري و ظرفيت بارگذاري كاليفرنيا (CBR) در چهار تكرار در مورد مخلوط‌هاي خاك و نمونه شاهد انجام شد. نتايج نشان داد كه افزودن تركيبات مختلف خاكستر ني و نانورس به خاك سبب كاهش حد رواني، افزايش حد خميري و كاهش شاخص خميري خاك شد. همچنين، با افزايش درصد وزني مواد افزودني مذكور، رطوبت بهينه افزايش يافت و حداكثر تراكم خشك خاك كم شد. مقاومت فشاري نامحدود و CBR خاك تا تيمار شش درصد خاكستر و 1/5 درصد نانورس به‌طور قابل ملاحظه‌اي افزايش يافت، اما افزودن مقادير بيشتر خاكستر و نانورس، تغييرات محسوسي در مقاومت خاك ايجاد نكرد. در اين پژوهش، افزايش زمان عمل‌آوري سبب كاهش شاخص خميري، افزايش حداكثر تراكم خشك و مقاومت خاك شد. به اين ترتيب، تيمار شش درصد خاكستر و 1/5 درصد نانورس با زمان عمل‌آوري 28 روز براي تثبيت خاك رس منطقه مورد مطالعه پيشنهاد مي‌شود.

Today, the use of the biological stabilizers of soil such as ashes and nano-particles has been concerned to accelerate and improve the stabilizing process of the swelling soil of road bed. In this study the swell soil was brought from the routes of recommended forest road in district two of Bahramnia forest management plan in Golestan province according to the appearance and performance properties of soil. At first, for preparing the soil stabilization treatments the mixtures of 0.5% montmorillonite nano clay and 2% reed ash (Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.), 1% nano clay and 4% ash, 1.5% nano clay and 6% ash and 2% nano clay and 8% ash were added to soil and then mixed for 5 minute to access homogenous mixture without lump. After the curing time of 7, 14 and 28 days from the stabilization time, the Atterberg limit, standard proctor, unconfined compressive strength and Californian bearing ratio tests were done for 4 replications on mixtures of soil and control sample. Results showed that adding reed ash and nano clay increased the plastic limit and decreased the liquid limit and plastic index. Moreover, with increasing the amount of additive materials in the soil, the maximum dry density of the mixture decreased and optimum moisture content increased. The CBR and unconfined compressive strength of the mixture increased considerably until adding 1.5% nano clay and 6% ash and then adding more additive materials didn’t change the soil strength. In this study increasing the curing time, caused that the maximum dry density and soil strength to increase, whereas the plastic index of the mixture decrease. So, the optimal treatment of 1.5% nano clay and 6% ash and curing time of 28 day is recommended for stabilization of clay soil in study area.