بررسي آزمايشگاهي بهسازي يك خاك متورم شونده با استفاده از اعمال چرخه‏هاي مرطوب و خشك شدن متناوب

Laboratory study of expansive soil treatment using consecutive wetting and drying cycles

بهسازي مكانيكي خاك‏هاي مشكل‏ساز در محل احداث شبكه‏هاي آبياري و زهكشي جهت جلوگيري از تخريب ساز‏ه‏هاي هيدروليكي و در نتيجه تلفات آب همواره يكي از مهم‏ترين مسايل مربوط به حفاظت منابع آب و خاك است. خاك‏هاي رسي متورم شونده منطقه وسيعي از جهان را پوشش داده و همواره موجب بروز خسارات جدي به سازه‏هاي (بخصوص سازه‏هاي هيدروليكي) ساخته شده بر روي آنها مي‏گردد. در اين كار تحقيقاتي نتايج آزمايشگاهي اعمال چرخه‏هاي مرطوب و خشك شدن بر روي يك نمونه خاك رسي متورم شونده حاوي آب منفذي شور (سديم كلريد با غلظت 50 گرم بر ليتر) براي بهسازي آن ارايه مي‏گردد. اعمال چرخه‏هاي مرطوب و خشك شدن بر روي نمونه‏هاي تراكم يافته و تهيه شده از روش تراكم استاتيكي با آب منفذي سديم كلريد در دستگاه تحكيم اصلاح شده و تحكيم معمولي صورت پذيرفت. نتايج نشان داد كه درصد تغيير شكل‏هاي محوري ناشي از اعمال چرخه‏هاي مرطوب و خشك متوالي با تكرار چرخه‏ها به مقادير ثابتي مي‏رسد و مقدار تورم ناشي از مرطوب شدن با مقدار انقباض ناشي خشك شدن تقريباً يكسان مي‏گردد. همچنين نتايج تغييرات نسبت تخلخل در مقابل درصد رطوبت (مسير‏هاي تورمي- انقباضي) طي چرخه‏هاي متوالي مرطوب و خشك شدن نشان داد كه شكل عمومي مسير‏هاي تورمي و انقباضي تقريباًٌ S شكل بوده و پديده پسماند رطوبت (هيسترسيس) ايجاد شده در خاك با افزايش تعداد چرخه‏هاي متوالي به تعادل مي‏رسد، به طوري كه مسير تورمي و انقباضي در چرخه نهايي (چرخه تعادل) براي خاك مورد آزمايش تقريباً يكسان و بر هم منطبق مي‏گردند.

Treating problematic soils at the location of irrigation and drainage networks in order to prevent hydraulic structure failure and thus water losses is considered an important issue regarding water and soil conservation. Expansive soils are found in many parts of the world and are considered a worldwide problem as they cause extensive damage to structures (especially hydraulic). This paper presents the laboratory results of wetting and drying cycles for expansive clay prepared with saline (sodium chloride with a concentration of 50 g/L) to improve its quality. Soil samples were prepared by static compaction using saline water and wetting and drying cycles by a modified and conventional Oedometer apparatus. Results indicated that axial deformation caused by consecutive wetting and drying cycles decreases and reaches equilibrium after five consecutive cycles thus causing the amount of swelling and shrinkage to be equal. Furthermore swelling and shrinkage paths (void ratio versus water content paths) indicate that the general shape of a wetting or drying cycle is an S-shaped curve which will reach equilibrium thus eliminating hysteresis caused by wetting and drying in the final cycle causing identical swelling and shrinkage paths.