بررسی خصوصیات ژئوتکنیکی مارن های بهسازی شده با بیوپلیمر کیتوسان

واژه مارن به سنگ یا خاک های رسی - آهکی اطلاق می‌شود که بنا بر خاصیت ژئوتکنیکی‌شان، در هنگام جذب رطوبت به شدت کاهش مقاومت و افزایش تغییرشکل دارند. مطالعه حاضر، به بررسی اثر بیوپلیمر کیتوسان(پوست میگو) بر روی تغییر خصوصیات خاک مارن پرداخته شده است. برای این منظور، مقادیر متفاوت کیتوسان با خاک ترکیب شده و نمونه‌های مختلف برای انجام آزمایش‌ها ساخته شدند و آزمایش های مقاومت فشاری محدود نشده و برش مستقیم بر روی نمونه ها انجام گرفت و تغییرات تنش-کرنش، مدول سکانت، مدول انرژی کرنشی، چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی تحت سیکل های مختلف انجماد- ذوب مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که مارن ها به تنهایی از مقاومت کمی برخوردار بود و پس از چرخه‌های انجماد و ذوب ، بعد از 8 سیکل میزان مقاومت آن به حدود نصف رسید. اما در نمونه های تثبیت شده با کیتوسان میزان مقاومت افزایش قابل توجهی می یابد به نحوی‌که در نمونه حاوی 0.16 کیتوسان به عنوان ترکیب بهینه، بعد از 7 روز عمل آوری میزان مقاومت فشاری به حدود 2.5 برابر رسید. با توجه به نتایج بدست امده از پارامترهای eu و e50 برای مشخص شد که افزودن کیتوسان سبب می شود تا علاوه بر سختی بیشتر، میزان انرژی بسیار بیشتری برای رساندن نمونه به نقطه شکست لازم باشد. همچنین مقادیر چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی برای ترکیب بهینه بعد از 7 روز عمل آوری برابر با 38.8 کیلوپاسکال و °21 بدست امد که به مراتب بیشتر از 21 کیلوپاسکال و °18 مربوط به مارن اولیه می‌باشد.

investigating the geotechnical characteristics of improved marls improved with chitosan biopolymer

in the present study, the effect of chitosan biopolymer on the mechanical properties of marls was investigated. to this aim, different amounts of chitosan (0, 0.02, 0.04, 0.08 and 0.16%) were mixed with soil and different samples were made to perform experiments. then the samples were cured for 7 and 28 days and finally subjected to 0, 1, 4 and 8 freeze-thaw (f-t) cycles. finally, unconfined compressive strength (ucs) and direct shear tests were performed on the samples and variations of stress-strain, secant modulus, peak strain energy modulus, cohesion and internal friction angle were evaluated under different freeze-thaw cycles. the results showed that the marl soil alone had a diminutive strength equal to 180 kpa, especially after successive f-t cycles, so that after 8 cycles, its ucs reached about 90 kpa. however, the strength increases significantly in the samples stabilized with chitosan, so that in the sample containing 0.16 chitosan as the optimum composition, after 7 days of the curing period, the ucs reached about 409 kpa. according to the results obtained from eu and e50 parameters for different samples, it was found that the addition of chitosan causes, in addition to greater stiffness, much more energy to break the sample. moreover, the values of cohesion and internal friction angle for the optimum mixture after 7 days of curing were equal to 38.76 kpa and 21.07°, which was much higher than 21 kpa and 18.26° related to the initial marls.