Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Reza Mosaddeghi,Hossein Khademi Moughari,Mohammad-Ali Hajabbasi
محمدرضا مصدقی (استاد راهنما) حسین خادمی موغاری (استاد مشاور) محمدعلی حاج عباسی جورتانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shirin Seirafienia
شیرین صیرفی نیا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Hydraulic and Mechanical Properties of Sand- Sepiolite and Sand- Palygorskite Mixtures
The role of clay minerals on physical and chemical activities and soil structure and also on hydraulic and mechanical properties is important. Not only the quantity of mineral also kinds of clay affect physical and mechanical soil behavior. Among the 2:1 clays, minerals such as sepiolite and palygorskite are high prevalence in the arid region soils of Iran, but research about hydraulic and mechanical properties of these fibrous minerals is little. The goal of this research is to study the effect of adding sepiolite and palygorskite on soil water characteristic curve (SWCC) , indirect tensile strength (ITS) and penetration resistance (PR) of their sand mixtures. The samples of sand- clay mineral with 15% , 30% and 45% clay with 0.9 critical bulk density were tested. The SWCC was determined on samples with 5 cm diameter and 3 cm height, using sand box, sand kaolin box and pressure plate. ITS in cylindrical specimens with a diameter of 5 cm and height of 3 cm in different moisture levels were measured according to the Brezilian indirect test. Also the PR was measured using cone micro penetrometer with 30° angle and 4 mm diameter with 2 mm/min speed of penetration. Results showed that palygorskite in clay-sand mixture increased the ITS because this mineral bonded the sand particles and prevented disruption. Also with addition of clay and lower soil moisture the PR was rised. This effect was more pronounced for sepiolite mixtures which produced more frictions beetween cone of the penetrometer and the samples. By fitting van Genuchten-Mualem model to the SWCC data, plant available water (PAW) and least limit water range (LLWR) were calculated, for the 2 types of clay minerals. The results showed that, with increment in percent of clay, AW and LLWR was increased. It also showed that with increasing clay content and decreasing degree of saturation, the effective stress values were increased. The slope of the mechanical strength-effective stress curve was used as the hardsetting index (H index ) . With increasing in percent of clay the H index was increased, and the sepiolite treatment was more effective than palygorskite.
نقش رس ها در فعالیت فیزیکی و شیمیایی و ساختمان خاک و در ویژگی های هیدرولیکی و مکانیکی آن قابل توجه می باشد. نه تنها مقدار رس، بلکه نوع کانی رسی نیز بر رفتار فیزیکی و مکانیکی خاک موثر است. از میان کانی های 2:1 سیلیکاتی کانی هایی مانند سپیولیت و پالیگورسکیت فراوانی زیادی در خاک های مناطق خشک ایران دارند، ولی پژوهش های اندکی در مورد ویژگی های هیدرولیکی و مکانیکی سپیولیت و پالیگورسکیت (که جزو کانی های فیبری می باشند) انجام شده است. در این پژوهش اثر افزودن دو کانی سپیولیت و پالیگورسکیت بر منحنی مشخصه رطوبتی و مقاومت های کششی و فروروی مخلوط آنها با شن بررسی گردید. نمونه های شن-کانی دارای درصد رس 15، 30 و 45، با چگالی ظاهری برابر 90 درصد چگالی ظاهری بحرانی برای رشد گیاه ساخته شدند. منحنی مشخصه رطوبتی نمونه های ساخته شده با قطر و ارتفاع 5 سانتی متر با استفاده از دستگاه های جعبه شن، جعبه شن-کائولین و صفحه فشاری اندازه گیری شد. مقاومت کششی استوانه های خاک در رطوبت های مختلف با استفاده از روش غیر مستقیم برزیلی اندازه گیری شد. هم چنین مقاومت فروروی با استفاده از دستگاه فروسنج ریز با زاویه مخروط 30 درجه، قطر مخروط mm4 و با سرعت فرو روی mm/min 2 اندازه گیری شد . نتایج نشان داد که با افزایش رس پالیگورسکیت در مخلوط شن-رس مقاومت کششی به طور چشم گیری افزایش می یابد که در نتیجه تاثیر این رس بر پیوند بین ذرات شن و مقابله با گسیختگی می باشد. هم چنین با افزایش مقدار رس و کاهش رطوبت مقاومت فروروی افزایش یافته که در تیمار های دارای سپیولیت تاثیر بیش hy;تری دیده شد و این به تاثیر سپیولیت بر افزایش اصطکاک میان مخروط فروسنج و مخلوط شن-رس اشاره دارد . با استفاده از داده های منحنی مشخصه رطوبتی ، پس از برازش مدل ون گنوختن-معلم ، مقدار آب قابل استفاده (PAW) و دامنه رطوبتی با حد اقل محدودیت (LLWR) در خاک محاسبه شد که در مورد هر دو نوع رس با افزایش مقدار رس ، مقدار آب قابل استفاده و LLWR افزایش یافت .با استفاده از داده های منحنی مشخصه رطوبتی و داده های مقاومت کششی و فروروی اثر تنش مؤثر بر مقاومت مکانیکی تیمار ها بررسی گردید ، با افزایش مقدار رس و کاهش درجه اشباع مقدار تنش مؤثر افزایش یافت. هم چنین شیب منحنی مقاومت مکانیکی – تنش مؤثر به عنوان شاخص سخت شوندگی در نظر گرفته شد و دیده شد که با افزایش مقدار رس مقدار شاخص سخت شوندگی افزایش یافته و رس سپیولیت همواره تاثیر بیشتری در افزایش استعداد سخت شوندگی شن نسبت به رس پالیگورسکیت داشته است و در تیمار های دارای پالیگورسکیت با افزایش 45% رس شاخص سخت شوندگی کاهش می یابد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی