تأثير نانو ذرات بنتونيت بر تغيير خصوصيات ژئوتكنيكي ماسه

The Influence of Nano Bentonite on Geotechnical Characteristics of Sand

ويژگي­هاي مهندسي مخلوط­هاي خاكي مختلف، تحت تأثير رفتار هر يك از اجزا مي­باشد. در اين تحقيق تأثير ذرات نانوبنتونيت بر ويژگي­هاي مهندسي مخلوط نانوبنتونيت ماسه بررسي شده است. اين مخلوط مي­تواند به عنوان مصالح مصرفي در ساخت لندفيل­ها مورد استفاده قرار گيرد. براي ارزيابي تأثير ذرات نانوبنتونيت روي رفتار مكانيكي مخلوط نانوبنتونيت ماسه (NBS)، آزمايشات تراكم استاندارد، برش مستقيم و نفوذپذيري بر روي 10 نمونه انجام گرديد. نمونه­ها با نسبت 0 تا 10 درصد نانوبنتونيت به ترتيب در مقابل 100 تا 90 درصد ماسه آماده سازي شده و مورد آزمايش تراكم قرار گرفت. وزن واحد حجم حداكثر و درصد رطوبت بهينه بدست آمده و سپس نمونه ها براي آزمايش برش مستقيم آماده سازي شدند. بر اساس نتايج برش مستقيم، بالاترين ميزان چسبندگي مربوط به نمونه 5 درصد نانوبنتونيت و بالاترين زاويه اصطكاك داخلي مربوط به نمونه 9 درصد نانوبنتونيت بدست آمد. دو نمونه 5 و 9 درصد نانوبنتونيت براي آزمايش نفوذپذيري به روش ثابت انتخاب شده و در 4 حالت 90، 100، 110 و 120 درصد تراكم حداكثر، آزمايشات انجام شدند. نتايج تحقيق نشان مي­دهد كه با افزايش درصد نانوبنتونيت تا درصد مشخصي و همچنين افزايش درصد تراكم، ميزان نفوذپذيري كاهش يافته و پارامترهاي مقاومتي تغيير مي­نمايد. بيشترين كاهش نفوذپذيري در 9 درصد نانوبنتونيت به دست آمده است. با افزايش درصد نانوبنتونيت تا 5 درصد، مقدار چسبندگي افزايش مي­يابد، اما افزايش بيشتر نانوبنتونيت باعث افزايش زاويه اصطكاك داخلي مي­گردد. در نمونه 5 درصد نانوبنتونيت با افزايش تراكم، تا 110 درصد، نفوذپذيري كاهش اندكي نشان مي­دهد، اما در 120 درصد كاهش نفودپديري چشمگير است. درنمونه 9 درصد، كاهش نفوذپذيري با افزايش درصد تراكم كاهش قابل ملاحظه اي نشان مي­دهد.

Engineering characteristics of different soil mixture are influenced by each of components. In this research the influence of nano bentonite on engineering behavior of nano bentonite- sand mixture (NBS) are investigated. An experimental study involving, compaction test, direct shear and permeability tests was carried out to investigate mechanical behavior and hydraulic conductivity of NBS. different nano bentonite- sand mixtures were prepared. The maximum dry unit weights and corresponding optimum water contents were obtained. According to the results of direct shear test, the highest cohesion (c) and highest internal friction angle (φ) was selected and the permeability tests were performed in 4 states of compaction, include 90, 100, 110 and 120 % maximum dry unit weight. The results show that permeability decreases by increasing nano bentonite and compaction degree. The lowest permeability is related to sample with 9% nano-bentonite. The cohesion increases by increasing nano bentonite content till 5%, but after that the internal friction angle is increases. The effect of nano-particles is more than compaction on permeability.