بررسی تاثیر کربنات سدیم بر رفتار تورمی و انقباضی خاک‌ های رسی در بستر سازه های آبی

خاک های متورم شونده و منقبض شونده از خاک های مسئله دار هستند که اگر رفتار آن ها شناخته نشود و تمهیدات لازم به کارگرفته نشود، باعث تخریب سازه های ساخته شده روی آن ها می گردد. پتانسیل تورم یا انقباض خاک تابع عوامل متعددی مانند نوع کانی های رسی و مشخصات شیمیایی آب است. در این تحقیق اثر مقادیر مختلف کربنات سدیم بر رفتار تورمی و انقباضی خاک رسی بررسی شده است. بدین منظور یک نمونه خاک رسی با مشخصات فیزیکی، که بیانگر مشخصات غالب خاک های رسی ایران باشد، تهیه شد. پنج مقدار مختلف کربنات سدیم، 0/5، 1، 2، 5 و 10 درصد وزنی خاک، به آن اضافه و پنج نمونه خاک مصنوعی تهیه شد که با در نظر گرفتن نمونه طبیعی، شش نمونه خاک با شوری های مختلف مورد استفاده قرار گرفتند. مشخصه های شیمیایی هر یک از خاک ها شامل میزان شوری (ec)، اسیدیته (ph)، آنیون ها و کاتیون های موجود در عصارۀ اشباع تعیین و آزمایش های تعیین شاخص های تورمی و انقباضی نمونه ها شامل فشار تورمی، درصد تورم، درصد انقباض خطی و انقباض حجمی در 3 تکرار روی هر یک از نمونه ها اجرا شد. برای تعیین مشخصات تورمی از آزمایش تورم آزاد با استفاده از دستگاه تحکیم و برای تعیین شاخص های انقباضی، آزمایش تعیین حد انقباض (sl) بر اساس روش های استاندارد astm  استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده از آزمایش ها مشخص گردید که چگونگی تاثیر نمک کربنات سدیم بستگی به میزان نمک دارد، به طوری که با افزایش نمک تا حدود یک درصد، سه ویژگی فشار تورمی، میزان انقباض حجمی و میزان انقباض خطی به ترتیب افزایش، کاهش و افزایش می یابد. برای مقادیر بین 1 تا 5 درصد، فشار تورمی و انقباض خطی کاهش می یابد و برای مقادیر بین 1 تا 10 درصد، میزان انقباض حجمی افزایش می یابد.

investigating the effect of sodium carbonate on the swelling and shrinking behavior of clay soils in hydraulic structures

swelling and shrinking soils are problematic soils that destroy structures built on them if their behavior is not recognized and the necessary measures are not taken. the potential of swelling or shrinkage soils depends on various factors, such as the type of clay minerals and the chemical properties of the water. when developing the theoretical concept of swelling soil, factors such as mineralogy, soil structure, and pore water affecting physical factors (such as density, moisture value, and plastic properties) should be considered. determining the swelling percentage and swelling pressure of clay soils is an important tool to explain and predict the behavior of clay soils. one of the most important properties of clay soils is their sensitivity to volume changes due to swelling and contraction, which lead to soil movement. according to the studies conducted on various aspects of swelling, shrinkage and also the effect of the amount and type of salinity on soil properties such as structure, grain stability and shear strength, it seems that much research on the effect of the amount and type of salinity on the swelling and shrinkage behavior of soil has not yet been conducted; therefore, this research attempts to investigate as much as possible the effects of different amounts of sodium carbonate on the swelling and shrinkage behavior of clay soils. several objectives were pursued in compiling and conducting this research, including investigating the effects of different amounts of sodium carbonate on swelling percentage, swelling pressure, volumetric and linear shrinkage, and determining the effects of chemical characteristics such as ec on the indices of shrinkage and swelling.methodologyin order to investigate the effects of the amount of sodium carbonate on the swelling and shrinkage properties of soils, synthetic samples with different amounts of sodium carbonate were used in this study. for this purpose, a sample of clay soil from kamalabad region of karaj was first prepared. in order to identify and determine the physical and mechanical properties of the soil used, identification and classification tests were carried out including granularity, atterberg limits, compaction properties, specific gravity, swelling and shrinkage indices and also chemical properties were studied on the samples based on astm standards.the shrinkage limit was used to determine the shrinkage capacity and specifications of the samples. there are two methods, volumetric and linear, to determine the shrinkage limit.