مطالعه آزمایشگاهی تاثیر نانوذرات رُس و سیلیکا بر روی رفتار خاکهای سیلتی- رُسی شهر مشهد

در مناطق شهری به ویژه کلان‌شهر مشهد با توجه به قرارگیری محدوده‌های وسیعی بر روی رسوبات ریزدانه و خاک‌های دستی و مساله‌دار، ارائه فناوری‌های نوین به منظور جلوگیری از بروز نشست‌های نامتقارن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. در این راستا با توجه به ضرورت ساخت سازه‌های بلندمرتبه و همچنین مشکلات زیست‌محیطی، بکارگیری فناوری نانو در بهسازی خاک جایگزین مناسبی برای روش‌های سنتی نظیر اجرای ستون‌های سنگی، تزریق تحت فشار سیمان و یا آهک، اجرای شمع و ریزشمع و غیره می‌باشد. فناوری نانو به دلیل افزایش قابل توجه سطح ذرات، با تاثیر چشم‌گیری در بهبود پارامترهای مقاومتی و مکانیکی خاک همراه می‌باشد. در این پژوهش تاثیر افزودن نانورُس از نوع مونت‌موریلونیت و نانوسیلیکا از نوع s بر پارامترهای مقاومتی و مکانیکی خاک ریزدانه اطراف حرم مطهر رضوی در شهر مشهد در نسبت‌های وزنی 0/1، 0/5، 1، 2/5 و 5 از نانورُس و 0/15، 0/25، 0/5، 0/75 و 1 از نانوسیلیکا با استفاده از مطالعات آزمایشگاهی بررسی و ارزیابی گردید. نتایج حاکی از افزایش قابل توجه پارامترهای مقاومت برشی و فشاری و همچنین کاهش نشست‌پذیری خاک در نمونه‌های بهسازی شده با نانوسیلیکا نسبت به نمونه‌های بهسازی شده با نانورُس می‌باشد، به طوری که افزودن 1 درصد نانوسیلیکا و 2/5 درصد نانورُس به ترتیب موجب افزایش 620 و 134 درصدی ظرفیت باربری خاک سیلتی - رُسی مورد مطالعه شده است. لازم به ذکر است با توجه به پائین بودن شاخص تورم این خاک، افزودن این نانوذرات همراه با تغییری در درجه تورم‌پذیری خاک محدوده مورد مطالعه نمی‌باشد.

Laboratory Study of the Effect of Clay and Silica Nanoparticles on the Behavior of Silty-Clay Soils in Mashhad

According to the expansion of cities, the necessity of highrise buildings construction and the need to retrofitting the old buildings is inevitable, particularly in metropolises such as Mashhad with expanded urban areas and neighbor areas of Imam Reza shrine built on the finegrained deposits, the necessity of improvement and reinforcement of soil is evident. Nanotechnology can be significantly efficient as one of the most useful modern technologies in the recent century to meet the needs of the construction industry. The technology has a significant effect on the improvement of strength and mechanical parameters of soil because of a considerable increase in particle surface. In this regard, this study has investigated the effect of adding clay nanoparticles of type Montmorillonite and Silica of type &S& on the strength and mechanical parameters of siltyclay soils adjacent to Imam Reza’s Shrine using laboratory studies. The results showed a significant increase in shear and compressive strength parameters and a decrease in settlement of soil in the Nanosilicaimproved samples compared to nanoclayimproved ones. In this way, adding 1% nanosilica and 2.5% nanoclay could cause a 620 and 134% increase in bearing capacity of siltyclay soil, respectively.