Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Ahmadi ameleh,Hamid Hashemalhosseini,Alireza Baghbanan
علی احمدی عامله (استاد مشاور) حمید هاشم الحسینی (استاد راهنما) علیرضا باغبانان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Issa Aghayari
عیسی آقایاری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
The use of microbiologically induced calcite cementation for ground improvement presents a new and innovative ground improvement technique for geotechnical engineers. This method may have provide a very effective way for improvementation of soils and prevent liquefaction-induced damage. This technique uses non-pathogenic micro-organisms which are found naturally in a soil structure and could make a cementation base for sand particles. This method does not have some harmful environmental impacts which may occur when conventional ground improwment techniques such cement grouing or chemical grouting are used. This study presents the results of an experimental research that was conducted to investigate the effect of microbiological properties induced calcite cementation in sands. In order to determine the optimum conditions for calcite precipitation at laboratory when a soil microorganism called Sporosarcina Pasteurii (PTCC-1645) is injected into a soil structure, firstly, an systematic laboratory experiments was conducted in liquid phase using some experiment design methods. In this study the values of urea, calcium cloride concentration, pH, temperature and percent of bacteria was considered as experiment variables and the results was statistically analysed to find the optimum conditions. It was shown that the best reaction of bacteria is presented when 0.5 mol of urea and calcium cloride concentration and 9% of bacteria are mixed at 7-9 value of pH in 25 degree temperature. Under optimum condition, Bio-treatment of the sand was performed using Sporosarcina Pasteurii (PTCC-1645). A uniform graded sand was selected as a soil type for this study. Soil samples was compacted in cylindrically shaped pvc columns with 5 cm diameter and 11 cm height to achieved a density of 1.60 gr/cm 3 and the grouting procedure was initialized. Then the bacterial suspension was injected and after 24 hours, cementation solution at constant pressure was added. The treatment procedure was repeated three to four times for five houres to achive a maximum precipitation of calcite. After cementation, the specimens were dried at 70? in a oven. In order to investigate the grouting effects on the soil, the treated specimens were subjected to different mechanical tests such as unconfined compression test on dry samples, permeability test on wet samples,determination of compression pulse velocity for dry samples and unconsolidated-undrained triaxial compression tests after 3, 7, 14 and 28 days. The maximum uniaxial compressive strength was 680KPa at the 28 days and the cohesive and friction angle was determined 110KPa and 41 degree respectivelly. The calculated permeability was also decreased almost one order compared with a not treated sand.
استفاده از روش‌های بهسازی بیولوژیکی برای تولید سیمان کلسیتی، روشی نوین را جهت بهسازی زمین برای مهندسین ژئوتکنیک فراهم آورده است. این روش می‌تواند باعث ایجاد انقلابی در روش‌های بهسازی زمین برای جلوگیری از خرابی‌های ناشی از روانی شدگی خاک گردد. در این روش‌ها از میکروارگانیسم های غیر بیماری زایی که به طور طبیعی در محیط خاکی یافت می‌شوند، استفاده می‌شود تا موجب سیمانی شدن ذرات خاک، به خصوص در محل تماس آن‌ها با یکدیگر شده و باعث افزایش مقاومت آن گردد. پتانسیل قابل توجهی در این روش‌ها برای کاهش نگرانی‌های زیست محیطی موجود در سایر روش‌های بهسازی وجود دارد و در آینده‌ای نه چندان دور، این روش‌ها شاید بتوانند جای روش‌های سنتی را بگیرند. در این تحقیق، نتایج حاصل از یک مطالعه آزمایشگاهی جهت بررسی فاکتورهای مهمی که سیمانی شدگی بیولوژیکی را تحت تأثیر قرار می‌دهند، ارائه شده است. به منظور تعیین شرایط بهینه برای رسوب کربنات کلسیم، ابتدا آزمایش‌هایی با استفاده از روش‌های طراحی آزمایش، در فاز محلولی انجام گرفت. در این آزمایش‌ها عوامل pH، دما، غلظت اوره و کلرید کلسیم در محلول واکنشگر و درصد حجمی باکتری‌های اضافه شده به عنوان متغیرهای آزمایش در نظر گرفته شد. نتایج حاصل از آزمایش‌ها با استفاده از نرم افزارهای تخصصی آماری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و شرایط بهینه برای رسوب سیمان کلسیتی به ترتیب دمای 25 درجه سلسیوس، pH محدوده 7 تا 9، غلظت 5/0 مو لار محلول اوره و کلرید کلسیم و درصد حجمی باکتری‌های افزوده شده برابر با 9% به دست آمد. بهسازی بیولوژیکی خاک تحت شرایط بهینه ، با استفاده از باکتری‌های مصرف کننده اوره به نام Sporosarcina Pasteurii انجام گرفت. خاک مورد استفاده در این تحقیق نوعی ماسه بادی غیر چسبنده با دانه بندی یکنواخت می‌باشد. جهت انجام آزمایش تزریق، خاک مورد نظر داخل قالب‌هایی از جنس pvc به صورت خشک تا چگالی ماکزیمم برابر با gr/cm 3 6/1 متراکم شد و سپس سوسپانسیون حاوی باکتری به نمونه‌ها تزریق گردید. به منظور تثبیت باکتری‌ها در داخل ستون‌ها و جلوگیری از شسته شدن آن‌ها طی فرایند بهسازی، تزریق محلول واکنشگر پس از مدت زمان 24 ساعت شروع گردید و تزریق نمونه‌ها تحت فشار ثابت و به صورت پیوسته به مدت 5 ساعت انجام شد. پس از اتمام مراحل تزریق، نمونه‌ها به مدت 24 ساعت در داخل اون در دمای 70 درجه سلسیوس خشک شدند تا به گیرش اولیه خود رسیده و بتوان سالم از قالب خارج کرد. جهت بررسی میزان افزایش مقاومت و کاهش نفوذپذیری در نمونه‌های بهسازی شده، آزمایش های مقاومت فشاری تک محوره و سه محوره، آزمایش سرعت موج ضربه‌ای و آزمایش نفوذپذیری در زمان های عمل آوری 3 روز، 7روز، 14 روز و 28 روز انجام شدند. بیشترین مقدار مقاومت فشاری تک محوره برابر با 650 کیلو پاسکال و مقادیر چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی به ترتیب برابر با 100 کیلو پاسکال و 41 درجه به دست آمد. نفوذپذیری نمونه‌ها نیز 10 مرتبه کاهش پیدا کرد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی