تاثیراستفاده از ترکیبات نانوسیلیس و آهک بر شاخص‌های پایداری ساختمان خاک شیروانی‌های خاکی

سابقه و هدف: از نانوذرات با توجه به ویژگی‌های خاص آن‌ها مانند سطح ویژه زیاد و عملکرد بالا در حجم کم، می‌توان به منظور حفاظت از شیروانی‌های خاکی استفاده کرد، البته نانوذرات همانند برخی دیگر از افزودنی‌ها مانند آهک به‌تنهایی نمیتوانند کارایی چشم‌گیری داشته باشند. لذا در این تحقیق از نانوسیلیس در ترکیب با آهک برای پایدار ساختن و حفاظت از شیب‌ها استفاده ‌شد. مواد و روش‌ها: بدین منظور، تیمارهای شاهد (بدون افزودن نانوسیلیس و آهک) و ترکیب نانوسیلیس و آهک با نسبت‌های وزنی 0.05% نانو+2% آهک، 0.1% نانو+4% آهک، 0.6% نانو+6% آهک، 0.4% نانو+8% آهک، 0.8% نانو+10% آهک، 2% آهک، 6% آهک، 10% آهک، 0.05% نانو و 0.1% نانو هر یک به حالت محلول در 3 لیتر آب در سه تکرار روی قطعات نمونه 0.25 مترمربعی واقع در شیروانی‌های خاک‌برداری با شیب 100 درصد جاده‌های طرح جنگل‌داری دکتر بهرام‌نیا پاشیده شد. بعد از پایان دوره‌های عمل‌آوری 7 و 28 روز، از قطعات تیمار شده نمونه خاک تهیه و جهت اندازه‌گیری شاخص‌های پایداری ساختمان خاک به روش الک تر و خشک به آزمایشگاه منتقل گردید. یافته‌ها: در این پژوهش روند معنی‌داری در مقادیر شاخص‌های پایداری خاکدانه با افزایش غلظت آهک و نانوسیلیس مشاهده نشد. بیشترین مقدار mwdwet و mwddry و as مربوط به تیمار 3 (0.6% نانو+6% آهک) و زمان عمل‌آوری 28 روز بود که به ترتیب نسبت به تیمار شاهد 66.24، 51.01 و 72.98 درصد افزایش نشان داد. کمترین مقدار as نیز مربوط به تیمار 8 (10% آهک) بود که نسبت به شاهد 82.36 درصد کاهش نشان داد. همه تیمارهای آزمایشی بجز تیمارهای 1 (0.05% نانو) و 8 باعث کاهش شاخص di نسبت به شاهد شدند. کمترین مقدار di مربوط به تیمار 3 (0.6% نانو+6% آهک) بود که نسبت به تیمار شاهد 257.61 درصد کاهش داشت.در این پژوهش روند معنی‌داری در مقادیر شاخص‌های پایداری خاکدانه با افزایش غلظت آهک و نانوسیلیس مشاهده نشد. بیشترین مقدار mwdwet و mwddry و as مربوط به تیمار 3 (0.6% نانو+6% آهک) و زمان عمل‌آوری 28 روز بود که به ترتیب نسبت به تیمار شاهد 66.24، 51.01 و 72.98 درصد افزایش نشان داد. کمترین مقدار as نیز مربوط به تیمار 8 (10% آهک) بود که نسبت به شاهد 82.36 درصد کاهش نشان داد. همه تیمارهای آزمایشی بجز تیمارهای 1 (0.05% نانو) و 8 باعث کاهش شاخص di نسبت به شاهد شدند. کمترین مقدار di مربوط به تیمار 3 (0.6% نانو+6% آهک) بود که نسبت به تیمار شاهد 257.61 درصد کاهش داشت.نتیجه‌گیری: به‌طور کلی نتایج این پژوهش نشان‌دهنده تاثیر مثبت استفاده ترکیبی از آهک و نانوسیلیس بر بهبود پایداری ساختمان خاک می‌باشد و 0.6% نانو در کنار 6% آهک از نظر کاهش درصد تخریب خاکدانه‌ها نسبت به سایر ترکیب‌ها تاثیر بهتری داشت.

Effect of nano-silica & lime on soil structure stability indices of earthy side slopes

AbstractBackground and Objectives: Nanoparticles can be used for the soil conservation practices due to high specific area and high efficiency in low volume. Nanoparticles cannot perform well individually similar to the lime. So, in this study nanoSiO2 in combination of lime was used for slope stabilization.Material and Methods: In this study, control treatment (without nanoSiO2 and lime) and different combinations of nanoSiO2 and lime including 0.05% nano + 2% lime, 0.1% nano + 4% lime, 0.6% nano + 6% lime, 0.4% nano + 8% lime, 0.8% nano + 10% lime, 2% lime, 6% lime, 10% lime, 0.05% nano and 0.1% nano were sprayed on 0.25 m2 plots. Treatments were conducted in three replications on cutslopes with gradient of 100% in Bahramnia forest roads. After the curing times of 7 and 28 days, soil samples were collected to measure the stability indices of soil structure using wet and dry sieving. Findings: In this study, there wasn’t significant trend in aggregate stability indices versus increasing the concentrations of lime and nanoSiO2. Maximum values of MWDwet, MWDdry and AS was detected for treatment 3 (0.6% nano + 6% lime) in curing time of 28 days which was 66.24%, 51.01% and 72.98% higher as compared with control. Minimum rate of AS was observed for treatment 8 (10% lime) which was 82.36% lower as compared with control. All of the treatments cause to decrease DI except for treatments 1 (0.05% nano) and 8. Minimum DI was observed for treatment 3, which was 257.61% higher than control.In this study, there wasn’t significant trend in aggregate stability indices versus increasing the concentrations of lime and nanoSiO2. Maximum values of MWDwet, MWDdry and AS was detected for treatment 3 (0.6% nano + 6% lime) in curing time of 28 days which was 66.24%, 51.01% and 72.98% higher as compared with control. Minimum rate of AS was observed for treatment 8 (10% lime) which was 82.36% lower as compared with control. All of the treatments cause to decrease DI except for treatments 1 (0.05% nano) and 8. Minimum DI was observed for treatment 3, which was 257.61% higher than control.Conclusions: Results of this study showed the positive effect of mixed treatment of lime and nanoSiO2 on stability of soil structure. 0.6% nano+6% lime had better influence on reduction of aggregate destruction percentage.Results of this study showed the positive effect of mixed treatment of lime and nanoSiO2 on stability of soil structure. 0.6% nano+6% lime had better influence on reduction of aggregate destruction percentage.