دراسة مقارنة لتحسين التربة الطينية الرخوة باستخدام الكاربون المايكروي والنانوي

الباحث

ريبال علي عبد علوش

المشرف

محمود رشيد محمود - زينة وليد صاموئيل عباوي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة المدنية / الهندسة المدنية

الشهادة

ماجستير

السنة

2021

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Soft clay;Nano carbon;Micro carbon;Soil improvement

تم إجراء مقارنة بين إضافة المواد "مايكروية الجزيئات" التقليدية وتلك المصنعة باستخدام تقنيات متطورة لإنتاج مواد "نانوية الجزيئات" من نفس الأصل الهيكلي إلى التربة الطينية الناعمة. تم استخدام ثلاث مواد من أصل كربوني في هذه الدراسة ؛ كانت عبارة عن كربون مايكروي (MC) ، وأنابيب نانوية كربونية متعددة الجدران (MWECNT) وألياف كربونية نانوية (CNF) بأربع نسب مختلفة (0.05 © 0.1 © 0.5 ، 1)/ لكل مادة. تم استخدام خنادق استعارة من 0.5 إلى 1.5 متر لجمع العينات المشوشة في منطقة الرستمية جنوب مدينة بغداد. أجريت 93 تجربة معملية على عينات من التربة الطينية الرخوة قبل وبعد المعالجة بالمضافات بالنسب المذكورة. تم تحليل النتائج ومقارنتها ودراسة مدى تأثيرها. يشير ملخص هذه النتائج إلى تحسن ملحوظ في الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للتربة الطينية الناعمة بنسب متفاوتة. وكما تم تحليل التربة المعالجة مع أفضل نسبة من ol gall المضافة باستخدام تقنية SEM تم التقاط 24 صورة لرؤية بنية التربة المعالجة بعناية ، وتم اختيار أفضل 6 صور في هذا البحث. أدت إضافة الكربون الميكروي بنسبة 20.05 إلى زيادة حد السيوله بنسبة 2.59/ ، في حين بلغت الزيادة في as اللدونة 127.58 مما sal إلى انخفاض مؤشر اللدونة بنسبة 219.14 وكلما زادت النسبة المضافة قل تأثيرها حتى 0.1“ من المادة المضافة ، وعند تجاوز هذه النسبة يبدأ مؤشر اللدونة في تجاوز قيمتها من التربة غير المعالجة. بينما عندما يتم إدخال الجسيمات النانوية في التربة غير المعالجة ، فإنها ترفع حد السيولة ، وتقلل من حد اللدونة وتزيد من مؤشر اللدونة. حيث تفضل أقل قيمة لمؤشر اللدونة عندما يكون الهدف هو الحصول على تربة أقل تأثراً بالانتفاخ والانكماش. تم إجراء اختبارات الضغط غير المحصورة على التربة غير المعالجة والمعالجة بجميع النسب ، وتكررت التجارب على فترات معالجة من 1 و 7 و 14 Gus Lag تحسنت النتائج بشكل ملحوظ مع زيادة نسبة الكربون المايكروي بالإضافة إلى التأثير الإيجابي لوقت المعالجة حيث حققت نسبة تحسن تزيد عن 4 عند إضافة 1“ من المادة المضافة بعد 7 أيام من المعالجة. | بينما كانت النتائج المثلى لإضافات النانو عند إضافة أقل نسبة منها ، بدا تأثيرها أكثر وضوحًا عند إضافة Gull نانوية كربونية متعددة الجدران مع وقت معالجة أطول ¢ حيث أدت إضافة 0.05 منها إلى تحقيق نسبة تحسن تجاوزت 303/ بعد 14 leg من المعالجه. وهنا تجدر الإشارة إلى أن الحد الأدنى من نسبة المواد النانوية يقلل من استهلاك المواد والتأثير السلبي على البيئة وديمومة أكبر. أشارت قيم ومعاملات إنضمام التربة الطينية بوضوح إلى التحسن عند إضافة الكربون الميكروي والنانوي ، حيث تتناسب زيادة التحسن للكربون المايكروي La pb مع زيادة نسبة الإضافة منه ، حيث تنخفض dad معامل تغير الحجم (my) من 1.3 للتربة غير المعالجة إلى 1.1 للتربة المعالجة عند 1/ من الكربون الميكروي. انخفضت قيمة my إلى 1.04 للتربة المعالجة بأنابيب الكاربون النانوية متعدد الجدران ( MWCNTs ) عندما تمت إضافتها بنسبة 0.05/, وكانت تلك أفضل نتيجة من بين جميع النسب من جميع المواد التي أضيفت في هذا البحث بالنسبة الى اختبارات الانضمام.

In this study, a comparison was made between the addition of traditional "micro molecular" materials and those manufactured with advanced "nano- molecular" techniques of the same structural origin to soft clay soil. Three materials of carbon origin were used in this study; they were micro-carbon (MC), multi-walled carbon nanotubes (MWCNT’s) and carbon nanofibers (CNF’s) with four different percentages (0.05, 0.1, 0.5, 1) % for each material. Borrow trenches of 0.5 to 1.5 meters were used to collect disturbed samples in the Al-Rustumia Region, south of Baghdad city. 93 laboratory experiments were conducted on samples of soft clay soil before and after treatment with additives in the mentioned proportions; The results were analyzed, compared, and the extent of their impact studied. The summary of these results indicates a noticeable improvement in the physical and mechanical properties of the soft clay soil in varying proportions. Also, treated soils with the best percentage of additives were analyzed using SEM technique; 24 photos were taken to see the structure of the treated soil carefully, and the best 6 photos were selected in this research. The addition of microcarbon by 0.05% led to an increase of liquid limit by 2.59%, while the increase of plastic limit reached 27.58%, which led to a decrease in plasticity index by 19.14%. The higher the percentage of it added, the less its effect would be up to 0.1% of the additive, and when this percentage was exceeded, the plasticity index would start to exceed its value from the untreated soil. While when nanoparticles are introduced to untreated soil, they raise the liquid limit, reduce the plastic limit and increase the plasticity index. Where the lowest value of plasticity index is preferred when the goal is to obtain a soil less affected by swelling and shrinkage. Unconfined compression tests were performed on untreated and treated soils in all proportions, the experiments were repeated at curing intervals of 1, 7 and 14 days. Where the results improved significantly with the increase in the percentage of micro-carbon in addition to the positive effect of a curing time, where it achieved an improvement percentage of more than 434% when adding 1% of the additive after 7-days of cure. While the optimal results of the nano- additives were when adding the lowest percentage of it, its effect seemed more clear when adding multi-walled carbon nanotubes with longer curing time, as adding 0.05% of it achieved an improvement percentage that exceeded 303% after 14 days of cure. Here, it should be noted that the minimum percentage of nanomaterials reduces the consumption of materials and the impact on the environment and gives longer durability. The values and coefficients of the consolidation of soil samples clearly indicated the improvement when adding micro and nano carbons, where the increase of improvement for micro carbon is directly proportional to the increase in the percentage of addition of it, as the value of the coefficient volume change (mv) decreases from 1.3 for untreated soil to 1.1 for treated soil at 1% of Micro Carbon. The mv value decreased to 1.04 for soil treated with multi-walled carbon nanotubes (MWCNT’s) when it was added at 0.05%, And that was the best result among of all ratios from all the materials that were added in this research for the consolidation tests.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب