Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmood Vafaian,Hossein Khademi Moughari,Abbas Hemmat
محمود وفائیان (استاد راهنما) حسین خادمی موغاری (استاد مشاور) عباس همت (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hosehn Khameh
حسین خامه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1383

TITLE

Effect of Lime and Age-Hardening on Soil Compaction Strength (Pre-Compaction Stress)
At any time, soil will have characterizing compaction strength as a result of its composition, internal processes such as age-hardening and previous external compressive pressure like loaded-wheel traffic. Soil strength is measured in terms of the maximum pressure or “stress” that can be applied before the occurrence of the substantial increase in soil compression. This soil strength is termed “pre-compaction stress value” in much of the literature. One of the natural characteristics of the soils in arid and semi-arid regions is soils with high lime (calcium carbonate) percentage. No information on the effect of lime and age-hardening on compaction strength of calcareous soils have been reported. Therefore, the objectives of this research were to study the effects of lime percentage and age-hardening on soil compaction (pre-compaction stress) and shear strength. In this research, a clay soil with very low lime content was used. Then, soils with different lime percentages (10, 20, 30, 40, and 50) were prepared. In order the soils to regain their natural structure; the soils were kept at field capacity for two months. Experiments were conducted at two gravimetric water contents: 21% and 27% dry basis. Tests on soil were done in two time intervals, immediately and one week after soil sample preparation. The soil in each pot was preloaded by putting load on the soil surface with a 250-mm diameter plate for thirty minute. Preloading stress was 100 kPa. Experiments were conducted on the preloaded soil pot by compression loading with a CBR soil plate penetrometer for the semi-confined plate sinkage tests (PST) and by confined uniaxial tests on soil cores. The effects of lime, water content and time of loading on soil pre-compaction stress and shear strength were studied using a factorial experiment in a Randomized Complete Block Design with three replications. The result showed that, the effects of lime and water content on soil pre-compaction stress were significant at 1% and 5% levels, respectively, but the period of time (one week) in which the soil was kept at a specific water content had no significant effect on pre-compaction stress. For immediate loading and at both water contents, soil pre-compaction stress and shear strength calculated at pre-compaction point, were increased significantly by increasing the percentage of the lime (calcium carbonate) added to the soil. By increasing the percentage of lime added to the soil, the coefficient of internal friction was significantly increased. However, the lime did not have any significant effect on cohesion. The relationship between the pre-compaction stress in two methods, CCT and PST, were linear and high significant (P 0.01). The estimated pre-compaction stresses in both of methods were over-estimated. The pre-compaction stresses obtained with PST were higher than those with CCT. Higher esti
در هر زمان، خاک دارای یک مقاومت به تراکم مشخصی می باشد که منتج از ترکیب و ساختمان خاک، فرآیندهای داخلی همچون سخت شدگی خاک با زمان و فرآیندهای خارجی همچون تردد تراکتور روی سطح خاک، می باشد. مقاومت تراکمی خاک معمولا" براساس فشار یا "تنش" بیشینه ای که می توان به خاک اعمال نمود، قبل از اینکه تغییر شکل (یا نشست) قابل ملاحظه ای در خاک رخ دهد، اندازه گیری می شود. این مقاومت خاک به نام "تنش پیش تراکمی" در منابع علمی نام گذاری شده است. یکی از ویژگی های خاک های مناطق خشک و نیمه خشک، وجود درصد آهک زیاد در خاک می باشد. اطلاعاتی در خصوص اثر آهک و سخت شدگی خاک با زمان بر مقاومت تراکمی خاک های آهکی تاکنون گزارش نشده است. هدف از این پژوهش، بررسی اثر درصد آهک و زمان بر مقاومت تراکمی (تنش پیش تراکمی)و برشی خاک می باشد. در این پژوهش از یک خاک رسی با محتوی آهک بسیار ناچیز استفاده شد. سپس نمونه های خاک با مقادیر متفاوت درصد وزنی آهک (10، 20، 30، 40، 50 درصد) تهیه شد. برای دست یابی مجدد خاک به ساختار طبیعی خود، به مدت 2 ماه در شرایط رطوبتی ظرفیت مزرعه نگه داشته شد. سپس نمونه های آزمایشی با درصدهای مختلف آهک در دو سطح رطوبتی (21 و 27 درصد وزنی خشک) تهیه شد. برای تعیین تنش پیش تراکمی خاک از آزمایش های نشست صفحه ای (PST) و فشردگی محصور (CCT) استفاده گردید. قبل از انجام آزمایش، هر نمونه خاک تحت یک تنش پیش باری به میزان 100 کیلو پاسکال به مدت 30 دقیقه، قرار گرفت. آزمایش ها در دو فاصله زمانی، آنی (بلافاصله پس از تهیه نمونه) و یک هفته پس از آن صورت گرفت. اثر آهک، رطوبت و زمان با آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی وباسه تکرار بررسی شد. نتایج نشان داد که اثر آهک و رطوبت بر تنش پیش تراکمی خاک به ترتیب در سطح های احتمال 1 و 5 درصد معنی دار بود، ولی مدت زمان ماندگاری (یک هفته) خاک در یک رطوبت معین تغییر معنی دار در تنش پیش تراکمی خاک ایجاد نکرد. در هر دو سطح محتوای رطوبتی (21 و27%) و در بار گذاری آنی، با افزایش درصد آهک افزوده شده به خاک، مقدار تنش پیش تراکمی (مقاومت تراکمی) خاک و مقاومت برشی خاک برآورد شده در نقطه تنش پیش تراکمی آن به طور معنی داری افزایش یافت. با افزایش میزان آهک افزوده شده به خاک، ضریب اصطکاک داخلی خاک به طور بسیار معنی داری افزایش یافت، ولی اثر معنی داری بر چسبندگی خاک نداشت. رابطه بدست آمده بین تنش پیش- تراکمی در دو روش PST و CCT خطی و در سطح احتمال 1 درصد معنی دار بود. مقادیر تخمین زده شده تنش پیش- تراکمی در هر دو نوع آزمایش بیشتر از تنش اعمال شده به خاک بود. مقادیر بدست آمده از آزمایش نشست صفحه ای بیشتر از مقادیر بدست آمده از آزمایش فشردگی محصور بود. علت بیشتر بودن تنش پیش- تراکمی، قسمتی به علت روش تهیه نمونه ها بود. همبستگی بین مقاومت تراکمی و مقاومت برشی خاک خطی و در سطح احتمال 1 درصد معنی دار بود. بنابراین، بنظر می رسد که خاک های منطقه مرکزی ایران که درصد آهک زیادی دارند، نسبت به خاک های مشابه بدون آهک، مقاومت تراکمی بیشتری از خود نشان دهند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی