Skip to main content
SUPERVISOR
Seyedmadi Hejazi,Mohammad ali Rowshan Zamir,Seyed amirhossein Jalali hajiabadi
سیدمهدی حجازی (استاد مشاور) محمدعلی روشن ضمیر (استاد راهنما) سیدامیرحسین جلالی حاجی آبادی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Morteza Khaleghi
مرتضی خالقی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Impact of Biologic Improvement on the PHysical and Strength Properties of dune sands
Today regarding population growth and better use of land and resources need to strong base is more than any other period. For this reason, a lot of improvement tecniques in the world is running and it has its own advantages and disadvantages of each them. chemical, physical, mechanical, biological and electrical are the most important methods in soil improvement. Some of these methods to bring environmental problems that can not be used in some places or all places. Biological Improvement of a innovative, novel and environmentally friendly use of microorganisms and biochemical processes that led to deposition of calcium carbonate, which makes soil particles to each other and improve soil physical and strength properties. In this paper, mixed culture performance against single culture of bacteria on physical and strength properties of sandy soil was studied. Bacillus pasteurii and orosarcina urea bacteria was used as single culture and Bacillus pasteurii+Bacillus subtilis and Sporosarcina urea+Bacillus subtilis were used as mixed culture. Unconfied compression test results as an indicator of the strength properties showed that unconfied strength of the improved samples by Bacillus pasteurii+Bacillus subtilis and Sporosarcina urea+Bacillus subtilis were obtained 1690.3 kPa and 771.8 kPa, respectively, that these amount show 22% and 38% increasment of unconfied strength to single culture. Triaxial test (UU) to compare improvement samples with sandy soil was performed on 50, 100 and 150 kPa confined pressure. Falling head test results as an indicator of the pHysical properties showed that the MICP method decreases the permeability factor of samples. Permeability factor of the improved samples by Bacillus pasteurii+Bacillus subtilis and Sporosarcina urea+Bacillus subtilis compared to single culture has decreased 34% and 17%, respectively. Direct shear test was performed to evaluate time of curing 7, 14 and 21 day and rainy conditions on field. Results showed that with increasement time of curing, angle of internal friction and cohesion will increase in both of conditions (dry and spraied). Finally precipitated calcium carbonate has been shown by SEM and XRD tests. Keywords Soil improvement, Dune Sand, Mixed culture, Single culture, Unconfined Compressive strength test, Direct Shear test, Falling head test
امروزه با توجه به رشد جمعیت و لزوم استفاده بهتر از منابع نیاز به تثبیت زمین‌های نامرغوب و ایجاد بسترهای مستحکم بیش از هر زمانی مشهود می‌باشد. در همین راستا روش‌های بهسازی زیادی در دنیا در حال اجرا هستند که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارا می‌باشند. از عمده‌ترین معایب روش‌های رایج بهسازی عدم سازگاری آنها با محیط‌زیست می‌باشد. روش بهسازی بیولوژیکی روشی خلاقانه، نوین و سازگار با محیط‌زیست می‌باشد که با استفاده از میکروارگانیسم‌ها و فرآیندهای بیوشیمیایی منجر به شکل‌گیری رسوب کربنات کلسیم در ساختار خاک می‌گردد. این فرآیند باعث چسپیدن ذرات خاک به‌یکدیگر می‌شود و خواص مقاومتی و فیزیکی خاک را بهبود می‌بخشد. در این پژوهش عملکرد کشت مختلط B. pasteurii+B. subtilis و S. urea+B. subtilis در برابر کشت منفرد B. pasteurii و S. urea مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات رنگ آمیزی گرام و توانایی هیدرولیز اوره مهمترین آزمایشات بیولوژیکی جهت ارزیابی عدم آلودگی و عملکرد میکروارگانیسم‌ها انجام گردید. از آزمایش مقاومت فشاری محصورنشده برای بررسی اثر بهسازی بیولوژیکی اعم از کشت منفرد و مختلط بر روی خواص مکانیکی خاک ماسه‌بادی استفاده گردید. همچنین از آزمایش سه‌محوری (UU) در سه فشار نرمال 50، 100 و 150 کیلوپاسکال بر روی خاک ماسه‌ای به‌منظور مقایسه با مقاومت تک‌محوری نمونه‌های بهسازی‌شده استفاده گردید. نتایج نشان داد که مقاومت تک‌محوری کشت مختلط B. pasteurii+B. subtilis و S. urea+B. subtilis نسبت به کشت منفردِ متناظر به ترتیب 22% و 38% افزایش یافته‌است و بطور کلی مقاومت تک‌محوری همه نمونه‌های بهسازی‌شده اعم از کشت منفرد و مختلط نسبت به مقاومت نمونه‌های بهسازی نشده در آزمایش سه‌محوری بیشتر می‌باشد. از آزمایش نفوذپذیری بار افتان به عنوان شاخص بررسی خواص فیزیکی ماسه بهسازی‌شده استفاده گردید. نتایج نشان داد که نفوذپذیری کشت مختلط B. pasteurii+B. subtilis و S. urea+B. subtilis نسبت به خاک ماسه‌بادی به ترتیب 7 و 5/2 برابر و نسبت به کشت منفرد متناظر به ترتیب 34% و 17% کاهش یافته‌است. پس از مشخص شدن عملکرد بهتر کشت مختلط نسبت به کشت منفرد در بهسازی خاک ماسه‌بادی، جهت بررسی زمان عمل‌آوری و شرایط بارانی در مقیاس کارگاهی از آزمایش برش مستقیم در زمان‌های عمل‌آوری 7، 14 و 21 روزه و در شرایط خشک و خیس‌شده در دمای 4±29 درجه سانتی‌گراد استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش زمان عمل‌آوری مقاوت برشی حداکثر در هر دو شرایط خشک و خیس‌شده افزایش می‌یابد و در مجموع شرایط مقاومت کشت B. pasteurii+B. subtilis نسبت به کشت S. urea+B. subtilis بیشتر می‌باشد. همچنین زاویه اصطکاک داخلی و چسپندگی خاک بهسازی‌شده با افزایش زمان عمل‌آوری، افزایش می‌یابد که این افزایش در چسپندگی در هر دو شرایط خشک و خیس‌شده به مراتب بیشتر از زاویه اصطکاک داخلی می‌باشد. همچنین مقاومت برشی حداکثر در حالت خشک در همه زمان‌های عمل‌آوری از حالت خیس‌شده بیشتر می‌باشد. نهایتاً جهت بررسی تشکیل رسوب کلسیت از آزمایش‌های تصویربرداری الکترونی (SEM) و پراش اشعه ایکس (XRD) بر روی خاک بهسازی‌شده توسط دو محیط‌کشت مختلط استفاده گردید. نتایج حاکی از وجود رسوب کلسیت بین دانه‌های خاک بود. کلمات کلیدی: بهسازی خاک ماسه‌بادی، بهسازی بیولوژیکی، کشت منفرد، کشت مختلط، آزمایش مقاومت فشاری محصورنشده، آزمایش برش مستقیم، آزمایش نفوذپذیری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی