بررسی آزمایشگاهی تاثیر نانورس بر فرسایش داخلی خاکهای واگرا در سدهای خاکی

فرسایش داخلی در سدهای خاکی از عوامل تهدیدکننده پایداری است. وجود خاک‌های واگرا در هسته سد باعث تشدیداین پدیده می گردد. در این پژوهش از نانورس که سازگار با محیط زیست می باشددر جهت کنترل فرسایش داخلی در خاک های واگرا استفاده شده است. بدین منظوردر آزمون فرسایش حفره‌ای مقادیر 5/0، 1، 5/1 و 3 درصد نانورس و زمان های عمل آوری 1، 2، 7، 14 و 28 روز و در سه گرادیان هیدرولیکی 05/7، 96/7 و 05/11 همچنین اثر این ماده افزودنی بر خواص خمیری خاک مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که افزودن نانورس به خاک باعث افزایش شاخص نرخ فرسایش و کاهش فرسایش‌پذیری خاک می شود به گونه ای که فرسایش‌پذیری خاک از گروه نسبتاً سریع در خاک شاهد به گروه نسبتاً آرام تغییر پیدا می کند. در زمان عمل‌آوری 1 روز مقدار بهینه نانورس 1 درصدودر دو زمان عمل‌آوری 2 و 7 روز 5/1 درصد مشاهده شد. همچنین در گرادیان‌های هیدرولیکی بزرگتر تاثیر نانورس در کاهش فرسایش بیشتر می باشد به گونه ای که در گرادیان هیدرولیکی 05/11 شاخص نرخ فرسایش به میزان 6% نسبت به گرادیان 05/7، افزایش نشان داده است. با افزایش زمان عمل آوری، شاخص نرخ فرسایش افزایش پیدا کرده، که در مدت زمان 28 روز میزان افزایش شاخص نرخ فرسایش به ترتیب در گرادیان‌های هیدرولیکی 05/11، 96/7 و 06/7 برابر 8/23% ، 4/23% و 3/20% ، نسبت به خاک شاهد می‌باشد. همچنین افزودن%1 نانورس باعث افزایش خواص خمیری وافزودن 2% درصد نانورس باعث کاهش خواص خمیری خاک نسبت به نمونه شاهد شده است.

Laboratory study on the effectiveness of nanoclay in internal erosion of Dispersive Clayey Soils in embankmen dams

Construction of hydraulic structure on dispersive soil created a lot of problems such as piping or internal erosion. Since it is not economical to change dispersive soil with non dispersive soil, therefore, it is very important to improve the erosion resistance of soils using appropriate and cost effective techniques. This research is intended to study the effect of adding nanoclay on erodibility of dispersive soil. The nanoclay (montmorillonite) has been used as a modern and ecofriendly additives for controlling internal erosion in dispersive soils. To conduct this research, dispersive soil has been treated with four different percentages (i.e. 0, 0.5, 1, 1.5 and 3 % by weight of the parent soil) of nanoclay. The Variables taken into account are the curing time (i.e. 1, 2, 7, 14 and 28 days) and the mixing percentages. Erodibility parameters were obtained by the Hole Erosion Test (HET) in different hydraulic gradients (i.e. 7.05, 7.96 and 11.05). It is found that increase in nanoclay content is increasing the resistance of dispersive soil to erosion. The optimum amount of nanoclay in reducing erosion for samples of one day curing time was obtained 1% and the erosion index rate was 4.33. For 2 and 7 days curing times the optimum amount of nanoclay was observed equal to 1.5% and the index of erosion rate was 4.85 and 4.72, respectively. It was also observed that in larger hydraulic gradients, the effect of nanoclay in reducing erosion is more. Also, increasing nanoclay addetive changed plastic index properties of soil.