بررسی تاثیر نانو سیلیکا کلوئیدی در روش بهسازی غیر فعال بر پتانسیل روانگرایی و تغییرات فشار آب حفره ای سیلت ماسه ای

علت بسیاری از خرابی‌های ناشی از زلزله در نهشته‌های سست تا نیم متراکم اشباع روانگرایی است. بهسازی غیرفعال سایت یک مفهوم جدید است که بیانگر کاهش خطر روانگرایی، بدون اختلال، در سایت‌های توسعه‌یافته با سازه‌های بلند و حساس که در معرض خطر روانگرایی در طول زلزله هستند می‌باشد. موثر بودن روش بهسازی غیرفعال سایت به افزودنی مورد استفاده در این روش بستگی دارد. نانو سیلیکا کلوئیدی با ویسکوزیته نزدیک به آب، قابلیت نفوذ در محدوده گسترده‌ای از خاک‌ها، سازگاری بسیار خوب با محیط‌زیست و نسبت هزینه به عملکرد پایین در این پژوهش به‌منظور استفاده در بهسازی غیرفعال سایت مورد توجه قرار گرفته است. پژوهش‌های پیشین در زمینه بهسازی خاک با استفاده از نانو سیلیکای کلوئیدی بیشتر بر روی ماسه متمرکز بوده و پژوهش‌های محدودی بر روی ماسه سیلتی انجام شده است. بنابراین در این پژوهش تصمیم بر بررسی پتانسیل روانگرایی خاک ماسه سیلتی (40 درصد ماسه با 60 درصد لای) بهسازی شده با درصدهای مختلف نانو سیلیکای کلوئیدی (5wt%، 10wt% و 15wt%) تحت csr های مختلف با استفاده از آزمایش سه محوری سیکلی به منظور بهسازی غیرفعال سایت می باشد. نتایج بیانگر آن است که به‌طور کلی بهسازی با گروت نانو سیلیکای کلوئیدی مقاومت روانگرایی ماسه سیلتی را در برابر بار سیکلی به میزان قابل توجهی افزایش و تغییر شکل‌ها را کاهش داده است و همچنین بهسازی با 5 درصد وزنی سیلیکای کلوئیدی پتانسیل و خطر روانگرایی را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد و راندمان بهسازی آن، بیشتر از 10 و 15 درصد وزنی سیلیکای کلوئیدی می‌باشد.

investigating the effect of colloidal nanosilica in the passive improvement method on the liquefaction potential and changes in the pore water pressure of sandy silt

the reason for many failures due to earthquake is presence of loose up to semicompacted, and saturated deposits is liquefaction. passive improvement of a site isa novel concept which indicates reducing the risk of liquefaction withoutinterfering with developed sites or high rise and sensitive structures which aresusceptible to liquefaction during an earthquake. the effectiveness of the passiveimprovement method depends on the used additive in the method. colloidalnanosilica with a viscosity close to that of water is capable of penetrating a widerange of soils. it has very good compatibility with the environment, and a very low cost -performance ratio. thus, it has been used for passive improvement of site inthis research. the previous research works have investigated the liquefactionpotential of sand and colloidal nanosilica-improved sand with small amounts of plastic and non-plastic fine-grained particles. therefore, studies on passive improvement of site with colloidal nanosilica in sandy silt soil have been verylimited, with the liquefaction potential of colloidal nanosilica-improved sandy silt soil yet to be adequately investigated. the present research considers the liquefaction potential of sandy silt soil (composed of sand (40%) and silt (60%))upon improvement with colloidal nanosilica at different dosages (i.e., 5, 10, and 15wt.%) using cyclic triaxial loading tests under different cyclic stress ratios (csr) with the final purpose of passive improvement of the site. optimization of the nanosilica dosage for lowering the risk of liquefaction down to an acceptable level and determination of optimal chemical composition of the colloidal nanosilica for enhancing its effectiveness in the soil improvement process were further performed. in this study, the acceptance criterion for liquefaction potential was an ru value of 1. the results indicated that, before the passive improvement, higher csrs (csr = 0.2) led to soil deformation in early cycles, making the sample liquefied. however, adding the colloidal nanosilica at even a low dosage (5 wt.%) improved the resistance to liquefaction significantly. on the other hand, with increasing the dosage of the colloidal nanosilica in the samples, improvements were observed in the resistance to liquefaction and deformation under cyclicloading. introduction of colloidal nanosilica to the sample at 5 wt.% increased the resistance to liquefaction significantly. nevertheless, further increase in the resistance to liquefaction upon adding the colloidal nanosilica at 10 and 15 wt.% was not as high as the initial increase achieved with 5 wt.%. in conclusion, one may stipulate that incorporation of colloidal nanosilica into a 40% snad-60% silt soil can attenuate the risk of liquefaction abruptly, while the use of this additive at higher dosages is economically inefficient. that is, considering the range studied inthis work, the optimum dosage of the colloidal nanosilica is 5 wt.%. finally,liquefaction curves were presented for non-modified soil as well as improved soilswith colloidal nanosilica at different dosages.