بررسی عملکرد نانو‌سیلیس بر تثبیت بیولوژیکی دو نوع خاک ماسه‌ای (بد دانه‌بندی شده و سیلت‌دار)

خاک نقش مهمی در ساختار هر سازه ای دارد و با گذشت زمان نیاز به بهسازی خاک های ضعیف از بدیهی‌ترین قسمت های پروژه های عمرانی می‌باشد. در این مطالعه برای بهسازی خاک ماسه‌ای از ترکیب نانوسیلیس و روش رسوب میکروبی کلسیم کربنات، که یک روش بهسازی پایدار و دوستدار محیط زیست است، استفاده شد. در این روش، اوره موجود در محیط به وسیله باکتری اسپوروسارسینا یوریا (sporosarcina ureae) هیدرولیز شده و به وسیله شبکه ای از واکنش های بیوشیمیایی رسوب کلسیم کربنات شکل می‌شود و این باعث افزایش مقاومت خاک می گردد. عوامل مورد بررسی در این مطالعه، شامل غلظت مواد واکنش دهنده، زمان عمل‌آوری، تغییرات درصد سیلت بر رفتار خاک ماسه ای و احتمال سازگاری باکتری با نانو سیلیس بودند. در این مطالعه نتایج آزمایش ها نشان داد، پارامترهای مقاومت برشی خاک توسط تاثیر توامان باکتری و نانو‌سیلیس بهبود یافته است و در حضور نانوسیلیس میزان مقاومت برشی خاک ماسه‌ای بهسازی شده بیولوژیکی تا 5/4 برابر افزایش پیدا کرد. میزان چسبندگی در خاک ماسه‌ای از 1/0 به kpa186 و زاویه اصطکاک خاک به حدود 6/35 درجه رسید، که در مقایسه با ماسه سست بهسازی نشده، زاویه اصطحکاک داخلی افزایش حدود 12% را نشان می‌دهد. در نمونه‌های ماسه سیلتی، بیشینه مقاومت نیز افزایش یافت. در نمونه‌‌ خاک با 30% سیلت، حداکثر مقاومت برشی در تنش kpa50 با مقدار افزایش تا 81% مشاهده شد، همچنین حداکثر افزایش مقاومت برشی در تمامی تنش‌ها برای نمونه‌‌ حاوی 30% سیلیت رخ داد. در ضمن عمده تاثیر بر روی زاویه اصطکاک داخلی در نمونه 30% سیلت پس از روز 14 عمل آوری به دست آمد.

Evaluation of Nano Silica Performance on Biological Stabilization of Two Types of Sandy Soils (Poorly Granulated and Silty)

The increasing population of the world indicates the development of urban areas, and consequently the use of appropriate methods to improve sandy soils in these areas, led engineers to think of inventing methods to improve the properties of sandy soils. One of these efficient methods to modify the behavior of unsuitable soils in geotechnical engineering is to change the properties of problematic soils, which is called improvement. In this regard, sandy soil is improved by adding materials to improve mechanical properties (compressibility, hardness, shear strength, permeability, etc.). In this study, the undeniable role of nanoparticles in the improvement of sandy soil and the effect of nanosilica along with bacteria in the biological improvement of soil samples that have not been tested, was investigated (Dejong et al., 2010). Controlling the distribution at the site of bacterial and reactant activity and the results of calcium carbonate distribution and related engineering properties below the soil surface is a major challenge for future improvements, especially if bioremediation in a surface or deep soil system (To replace the method of deep soil improvement with artificial lime). In order to commercialize the bioremediation process, further optimizations in the performance of the biological deposition process (improving the effective use of bacteria, reactants and reducing heterogeneity) should be done (Sharma et al., 2016). Therefore, the aim of this study was to investigate the compatibility of nanosilica with bacteria in order to be able to use minerals to increase the strength of biologically improved soil properties.