تغيير حدود آتربرگ و پارامترهاي منحني رطوبتي آب در خاك لس حاوي نانورس مونت موريلونايت

Changing the Atterberg’s Limits and Water Retention Characteristics of a Loess Soil Containing Montmorillonite Nanoclay

بهسازي خاك لسي، مي‌تواند سبب افزايش استحكام، مقاومت و تغيير يا اصلاح ويژگي‌هاي مكانيكي آنها گردد. هدف از انجام اين پژوهش، بررسي تغييرات پارامترهاي منحني رطوبتي (چگونگي نگهداشت آب در خاك) و برخي شاخص‌هاي مكانيكي (پايش استحكام و مقاومت مكانيكي) خاك لسي شن لومي حاوي نانو‌رس‌هاي مونت‌موريلونايت بود. بدين منظور، باتيمارهاي 1 و 5 درصد نانورس، ميزان نگهداشت آب خاك با دو مدل ون‌گنوختن و بروكس- كوري، تغييرات پارامترهاي رطوبتي و حدود آتربرگ در دو زمان ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه نانورس تأثيري معني‌دار بر نگهداشت آب در مكش‌هاي مختلف داشت و مقادير آنرا، بخصوص در مكش‌هاي پايين افزايش داد. همچنين سبب افزايش خلل و فرج ريز در نقطه ورود هوا شد كه نشان‌دهنده‌ي كاهش سرعت تخليه آب و افزايش قابليت نگهداشت آن در خاك سبك بود. در بررسي پارامتريك منحني رطوبتي خاك- نانورس، با افزايش مقدار نانو رس، رطوبت اشباع Θs افزايش، ليكن، شيب منحني رطوبتي خاك- نانورس (پارامترn) و فشار ورود هوا افزايش و مقدار α كاهش يافت. تغيير در رطوبت باقيماندهΘr ‌‌قابل‌ملاحظه نبود و روند افزايشي منطقي خاصي نشان نداد. پيش‌بيني پارامترهاي معادله منحني رطوبتي با استفاده از مدل وان‌گنوختن نتايج بهتري از مدل بروكس- كوري نشان داد. در بررسي شاخص‌هاي مكانيكي، افزايش حدرواني (به ميزان بيشتر) وحدخميري و در نتيجه، افزايش شاخص پلاستيسيته (بهبود خصوصيات خميري خاك) مشاهده شد. افزايش ميزان سطح مخصوص و قدرت نگهداري آب توسط رس‌ها و مقاومت برشي سطح رس مي‌تواند دليل اين امر باشد. پايش حدود آتربرگ و پارامترهاي منحني رطوبتي با زمان، نشانگر مانايي آنها بود. ‌‌

Soil improvement in loess soils, due to susceptibility to erosion, can increase strength, resistance and change or modify their mechanical properties. The purpose of this study was to investigate the changes in soil moisture curve parameters and some mechanical indices of loamy sand soils containing montmorillonite nanoclay. Thus, soil water retention was investigated by applying 1 and 5% of nanoclay and water holding capacity in soil was investigated by VanGenukhten and Brooks-Corey models. Then mechanical properties of soil were investigated by measuring Atterberg limits and how they change. Both experiments were re-evaluated over time. Nanoclay had a significant effect on water retention in various moisture suction systems and increased volumetric moisture content, especially in low suction. It also increased the fine porosity at the air entry value, indicating a decrease in the rate of water drainage from soil and increased its storage capacity in losses soil. Increasing the amount of nanoclay led to an increase in Θs, but the change in Θr was not significant. As nanoclay increased, α and n parameters decreased, respectively. Predicting the parameters of the moisture curve equation using the VanGenukhten model showed better results. Liquid and plasticity limits of the soil also increased. However, the increase in the amount of liquid limit was higher and the soil plasticity index increased. The increase in the surface area and the ability to maintain water by the clays and their shear strength can be due to this fact. Monitoring of atterberg and moisture curve parameters over time indicated their persistence.