دانلود پایان نامه: بررسی اثرنانوذرات بر فرآیند خودترمیمی خاک های رسی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :عمران

گرایش :خاک وپی

عنوان : بررسی اثرنانوذرات بر فرآیند  خودترمیمی خاک های رسی

موسسه آموزش عالی صنعتی مازندران

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته عمران-خاک وپی

موضوع:

بررسی اثرنانوذرات بر فرآیند  خودترمیمی خاک های رسی

 

استاد راهنما:

دکتر عسکر جانعلیزاده

 

استاد مشاور:

مهندس فرزاد فرخ زاد

 

شهریور 1393

 برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)چکیدهلایه 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.     فهرست مطالبعنوان                                                                        صفحهفصل اول-کلیات1-1- مقدمه................................ 21-2- اهداف پژوهش.......................... 31-3- ساختار پژوهش......................... 3فصل دوم-پیشینه تحقیق2-1- مقدمه................................ 62-2- تاریخچه نانوفناوری................... 62-3- دلایل استفاده از فناوری نانو.......... 72-4- نانو فناوری و مهندسی ژئوتکنیک........ 92-5-بررسی های انجام گرفته در مورد پدیده خود ترمیمی 132-6-جمع بندی.............................. 18فصل سوم- ویژگی های خاک های رسی3-1- مقدمه................................ 213-2- کانی های رسی و طبقه بندی آنها........ 213-3- تورم و انقباض در خاک های رسی......... 233-4- واگرایی خاک های رسی.................. 243-5- ماهیت ترک خوردگی..................... 253-5-1- تقسیم بندی ترک ها بر اساس ماهیت ترک 263-5-2- تقسیم بندی ترک ها براساس عامل اصلی خرابی    273-5-3- جلوگیری از ترک خوردگی.............. 293-6- روش های مواجه با خاک های واگرا....... 303-6-1-روش های طراحی و اجرای مناسب......... 313-7- ویژگی های مونتموریلونیت(بنتونیت)..... 323-8-فرآیند خودترمیمی...................... 333-9- جمع بندی............................. 34فصل چهارم- روش تحقیق4-1-مقدمه................................. 374-2- مواد مصرفی........................... 374-2-1-خاک رسی............................. 374-2-2-نانو رس مونتموریلونیت اصلاح نشده..... 384-3- تعیین حد خمیری و حد روانی............ 384-4- تعیین درصد واگرایی................... 404-4-1-آزمایش کرامب........................ 404-4-2-آزمایش هیدرومتری مضاعف.............. 414-5- آماده سازی مقاومت فشاری تک محوری..... 424-6-جمع بندی.............................. 44فصل پنجم- بیان نتایج و تفسیر داده های آزمایشگاهی5-1- مقدمه................................ 465-2- آزمایش کرامب......................... 475-3- آزمایش هیدرومتری مضاعف............... 475-4- آزمایش مقاومت فشاری محصور نشده....... 485-5- صحت آزمایشات انجام گرفته............. 755-6- تعیین درصد بهینه نانو رس مونتموریلونیت اصلاح نشده   76فصل ششم- نتیجه گیری و پیشنهادات6-1- نتیجه گیری........................... 796-2- پیشنهادات............................ 82منابع.................................... 106        فهرست شکل هاعنوان                                                                        صفحهشکل 3-1- کانی رس............................. 21شکل 3-2- (a) چهار وجهی سیلیکا، (b) ورق های سیلیکا، (c) هشت وجهی تک آلومینیوم،(d) ورق های آلومینیوم....................... 22شکل3-3- ساختمان کائولینیت،ایلیت و مونتموریلونیت  23شکل3-4- نمونه های مختلف ترک ایجاد شده در اثر از دست دادن رطوبت  26شکل3-5- ترک های ایجاد شده در طی زمان......... 27شکل3-6-مونتموریلونیت......................... 32شکل3-7-ترک ترمیم یافته....................... 33شکل 4-1- آزمایش دانه بندی خشک وتر............ 37شکل 4-2- تعیین حدود اتربرگ................... 39شکل4-3-...................................... آزمایش کرامب 41شکل4-4- آزمایش هیدرومتری مضاعف............... 42شکل 4-5- ساخت نمونه همگن..................... 44شکل 5-1- تغییرات نمونه خاک با 5/2 درصد نانورس بعد از دوماه با میکروسکوپالکترونیSEM................................ 75شکل 5-2- تغییرات نمونه خاک با 5/2 درصد نانورس بعد از یکماه با میکروسکوپالکترونیSEM................................ 75 شکل 5-3- وجود نانو رس مونتموریلونیت در محل ترک بعد از دو ماه در نمونهبا 5/2درصد نانو رس با میکروسکوپ الکترونیFESEM   76                  فهرست جدول هاعنوان                                                                        صفحهجدول2-1- حدود خمیری، روانی و دامنه ی خمیری خاک با درصدهای مختلف افزودنیMMN و بنتونیت............................. ..11جدول4-1-مشخصات فیزیکی و شیمیایی نانورس مونتموریلونیت اصلاح نشده  .38جدول 4-2-مشخصات خاک رس مورد استفاده.......... .39جدول 5-1-تعداد آزمایش های انجام شده.......... .46جدول 5-2-نتایج آزمایش کرامب.................. .47جدول 5-3-نتایج آزمایش هیدرومتری مضاعف........ .47جدول5-4-مقایسه مقاومت نهایی بدست آمده ازآزمایش تک محوری برای نمونه های خاکبا درصدهای مختلف افزودنی.................... .48جدول 5-5- تغییرات    در زمان براساس میزان ماده افزودنی .49جدول 5-6- تغییرات و E50در زمان 3 روز براساس میزان ماده افزودنی................................................ .54جدول 5-7- تغییرات و E50 در زمان 7 روز براساس میزان ماده افزودنی................................................ .59جدول 5-8- تغییرات و E50 در زمان14 روز براساس میزان ماده افزودنی................................................ .64جدول 5-9- تغییرات و E50 در زمان28 روز براساس میزان ماده افزودنی................................................ .69جدول 5-10- تغییرات و E50در زمان60 روز براساس میزان ماده افزودنی................................................ .74   فهرست نمودارهاعنوان                                                                        صفحهنمودار2-1- حدود خمیری ، روانی و دامنه ی خمیری با درصدهای مختلف نانو رس.............................................. ................11نمودار 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%................................................ ................15نمودار2-4- بررسی زمان رسیدن به خود ترمیمی کامل برای نمونه هایخاک طبیعی، خاکطبیعی با 10% بنتونیت، خاک طبیعی با 20% بنتونیت،خاک طبیعی با 30% بنتونیت......................................... ...............16نمودار2-5- تغییرات میزان جریان با زمان سپری شده  ...............16نمودار2-6- ارتباط جریان بحرانی با عمق ترک.... ...............17نمودار2-7- ارتباط جریان بحرانی با نسبت   ...............17نمودار3-1-تاثیر رطوبت در نشست خاک............ ...............30نمودار4-1-منحنی دانه بندی.................... ...............38نمودار5-1-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه.........................................................................................................................50نمودار5-2-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی بعد از 3 روز..............50نمودار5-3-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه.........................................................................................................................51نمودار5-4- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی بعد از 3 روز.............51نمودار5-5- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه........................................................................................................................52نمودار5-6- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی بعد از 3 روز..........52نمودار5-7-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه..........................................................................................................................53نمودار5-8- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی بعد از 3 روز.............53نمودار5-9-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه.........................................................................................................................55نمودار5-10-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی بعداز7 روز ............55نمودار5-11 -تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه........................................................................................................................56نمودار5-12- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی بعد از 7 روز.........56نمودار5-13-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه.......................................................................................................................57نمودار5-14 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 اولیهبعد از ساخت نمونه.......................................................................................................................58نمودار5-16- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی بعد از 7 روز........58نمودار5-17-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه........................................................................................................................60نمودار5-18-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی بعداز14 روز ........60نمودار5-19- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با1% افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه.........................................................................................................................61نمودار5-20-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با1% افزودنی بعد از 14 روز.........61نمودار5-21-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی در مرحله اولیه بعداز ساخت نمونه..............................................................................................................................62نمودار5-22- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی بعد از 14 روز....62نمودار5-23- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه.........................................................................................................................63. نمودار5-24- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی بعد از 14 روز......63نمودار5-25-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه.........................................................................................................................65نمودار5-26-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی بعداز28 روز ..........65نمودار5-27- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه...........................................................................................................................66نمودار5-28- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی بعد از 28 روز..........66نمودار5-29- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه............................................................................................................................67نمودار5-30- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی بعد از 28 روز.......67نمودار5-31- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه............................................................................................................................68نمودار5-32- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی بعد از28 روز.........68نمودار5-33-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه..........................................................................................................................70نمودار5-34-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی بعداز60 روز ...........70نمودار5-35- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه.........................................................................................................................71نمودار5-36- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی بعد از 60 روز........71نمودار5-37- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه.........................................................................................................................72نمودار5-38- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی بعد از 60 روز.....72نمودار5-39- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی در مرحله اولیهبعد از ساخت نمونه..........................................................................................................................73نمودار5-40- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی بعد از 60 روز.........73نمودار6-1- مقاومت نهایی بدست آمده در آزمایش تک محوری برای نمونه های بادرصدهای مختلف مواد افزودنی.................. ..............79نمودار6-2- تغییرات  با توجه به زمان ودرصد ماده افزودنی................................................ ..............80  1- 1- مقدمهخاک 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]2[و]3[؛ (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 ]15[و]23[و]24[. 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.تعداد صفحه : 102قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید