تأثیر هیدراتاسیون اولیه بنتونیت بر تغییر خصوصیات خمیری آن در اندرکنش با آلاینده آلی
الموضوعات :وحیدرضا اوحدی 1 , زینب آقایی 2 , کامبیز بهنیا 3
1 - استاد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه بوعلی سینا؛ عضو هیئت علمی وابسته دانشکده عمران، دانشگاه تهران * (مسوول مکاتبات)
2 - کارشناس ارشد مهندسی عمران-ژئوتکنیک، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران
3 - دانشیار دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران.
الکلمات المفتاحية: سدیم-بنتونیت, ثابت دیالکتریک, هیدراتاسیون اولیه, آلاینده آلی,
ملخص المقالة :
زمینه و هدف: آستر خـاک رسی متـراکم (CCLs) به دلیــل ضریب نفـوذپذیری کم و قـابلیت مناسب در جـذب و نگــهداری آلاینــده، در مراکـز دفن مهندسی زبالـه مورد استفـاده قرار می گیرد. تغییر ویژگیهای سیـال منفذی در خاک، تــأثیر بسزایی بر مشخصات مهندسی و رفتــاری خاک های رسی دارد. با وجود تحقیقاتی که در خصوص فرآیند اندرکنش رس و مــواد آلی صورت گرفتـه، در زمینه تأثیـر هیدراتاسیون اولیه بنتونیت و تغییــر در ثابت دیالکتریک آلاینده آلی بر خصوصیــات ژئوتکنیکی و ژئوتکنیک زیستمحیطی بنتونیت تحقیقـات محدودی انجام شده است. در حالیکه چنین فرآیند اندرکنشی در بسیـاری از پروژههـای صنعتی و دفن مهندسـی زباله به عنوان یک عملکرد مورد انتظار به وفور رخ میدهد. روش بررسی: در این تحقیق از خـاک سدیم-بنتونیت در معرض 2 نوع مـاده آلی (اتـانول و اسیـد استیک) بـا ثـابت دی الکتریک مختلف تحت شـرایط هیـدراتـاسیونی متفـاوت استفـاده شـدهاست. پس از حصـول تعـادل، تـأثیـر فرآینـد هیـدراتـاسیون اولیـه و همچنین تغییـر در ثـابت دیالکتریک بر خصوصیات خمیری بنتونیت در اندرکنش با مواد آلی توسط آزمایش حدود اتربرگ مورد بررسی آزمایشگاهی قرارگرفته است. یافتهها: نتـایج حـاکی از آن است کـه در نمـودار خمیـری کاسـاگرانده، نمونـههای سدیم-بنتونیت بـا هیدراتـاسیون اولیـه و قـرار گرفتـه در معرض اتانول و اسید استیک به ترتیب، همچنان به عنوان خاک CH و انتقال یافته از ناحیه CH به MH طبقه بندی شدهاند. نتیجهگیری: تغییر در ثابت دی الکتریک و شرایط متفاوت هیدراتاسیونی منجـر به تغییـر در ضخامت لایه دوگانه شده است که این عامل، موجب تغییرات قـابل توجهی در ساختار و تغییر رفتار خاک رسی شده است. این تغییرات بر اساس روابط تئوریک موجود مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و محـدودیت های نظری در روابط تئـوریک در تفسیـر پـاسخ های خـاک به تفکیـک بحث شده اند.
- Ouhadi, V.R., Goodarzi, A.R., 2007. Factors impacting the electro conductivity variations of clayey soils. Iranian Journal of Science & Technology, Transaction B: Engineering, Vol. 31, pp. 109-121.
- Mitchell, J. K., 1960. The application of colloidal theory to the compressibility of clays. Commonwealth Science and Industry Research Organization, Melbourne, Australia, Vol. 2, pp. 92-97.
- Ouhadi, V.R., Amiri, M., Goodarzi, A.R., 2012. The Special Potential of Nano-Clays for Heavy Metal Contaminant Retention in Geo-Environmental Projects, Journal of Civil and Surveying Engineering, Vol: 45, Issue: 6, pp. 631-642.
- Sridharan, A., Rao, G.V., 1975. Mechanisms controlling the liquid limit of clays. Prof. Int. Conference on SMQFE, Istanbul,Vol. 1, pp. 65–74.
- Ouhadi, V.R., Amiri, M., 2009. Interaction of Nano-Clays and Cu Contaminant in Geo-Environmental Projects. 6th Conf. Engineering Geology, Tarbiat Modares University, Tehran.
- Yanful, E.K., Shikatani, K.S., Quirt, D.H., 1995. Hydraulic conductivity of natural soils permeated with acid mine drainage. Can. Geotech. J., Vol. 32, pp. 624–646.
- Di Maio, C., 1996. Exposure of bentonite to the salt solution: osmotic and mechanical effects. Geotechnique, Vol. 46, pp. 695–707.
- Wang, Y.H., Siu, W.K., 2006. Structure characteristics and mechanical properties of kaolinite soils. I. Surface charges and structural characterizations. Can. Geotech. J, Vol. 43, pp. 587–600.
- Xue, Q., Zhang, Q., Liu, L., 2012. Impact of high concentration solutions on hydraulic properties of geosynthetic clay liner materials. Materials, Vol. 5, pp. 2326–2341.
- Li, J.S., Xue, Q., Wang, P., Liu, L., 2013. Influence of leachate pollution on mechanical properties of compacted clay: a case study on behaviors and mechanisms. Eng. Geol, Vol. 167, pp. 128–133.
- Li, Z., Katsumi,T., Inui, T.,Takai, A., 2013. Fabric effect on hydraulic conductivity of kaolin under different chemical and biochemical conditions. Soils Found, Vol. 53, pp. 680–691.
- Sridharan, A., El-Shafei, A., Miura, N., 2000. A study on the dominating mechanisms and parameters influencing the physical properties of Ariake clay. International Association of Lowland Technology Journal, Vol. 2, pp. 55–70.
- Olgun, M., and Yıldız, M., 2010. Effect of organic fluids on the geotechnical behavior of a highly plastic clayey soil. Vol, 48, pp. 615-621.
- Yong, R.N., Warkentin, P.B., 1966. Introduction to soil behavior. Mc Millan Co., London, p. 451.
- Liu, Y., Gates, W.P., Bouazza, A., 2013. Acid induced degradation of the bentonite component used in geosynthetic clay Liners. Geotextiles and Geomembranes, Vol. 36, pp. 71-80.
- Spagnoli, G., Stanjek, H., and Sridharan, A., 2012. Influence of ethanol/water mixture on the undrained shear strength of pure clays. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol. 71, pp. 389-398.
- Hendershot W.H., Duquette M., 1986. A simple barium chloride method for determining cation exchange capacity and exchangeable cations, Soil Sci. Soc. Am. J., Vol. 50, pp. 605-608.
- Ouhadi, V.R., Amiri, M., 2014. Interaction of Nano-Clays and Cu Contaminant in Geo-Environmental Projects. Journal of Environmental Science and Technology, Vol. 16 (160), 75-87
- Ouhadi, V.R., Amiri, M., 2011. Geo-environmental Behaviour of Nanoclays in Interaction with Heavy Metals Contaminant, Amirkabir Journal of Civil Engineering, Vol. 42, Issue 3, pp 29-36.
- Moavenian, M.H., Yasrobi, SH. S., 2008. Volume change behavior of compacted clay due to organic liquids as permeant. Applied Clay Science, Vol. 39, pp. 60-71.
_||_
- Ouhadi, V.R., Goodarzi, A.R., 2007. Factors impacting the electro conductivity variations of clayey soils. Iranian Journal of Science & Technology, Transaction B: Engineering, Vol. 31, pp. 109-121.
- Mitchell, J. K., 1960. The application of colloidal theory to the compressibility of clays. Commonwealth Science and Industry Research Organization, Melbourne, Australia, Vol. 2, pp. 92-97.
- Ouhadi, V.R., Amiri, M., Goodarzi, A.R., 2012. The Special Potential of Nano-Clays for Heavy Metal Contaminant Retention in Geo-Environmental Projects, Journal of Civil and Surveying Engineering, Vol: 45, Issue: 6, pp. 631-642.
- Sridharan, A., Rao, G.V., 1975. Mechanisms controlling the liquid limit of clays. Prof. Int. Conference on SMQFE, Istanbul,Vol. 1, pp. 65–74.
- Ouhadi, V.R., Amiri, M., 2009. Interaction of Nano-Clays and Cu Contaminant in Geo-Environmental Projects. 6th Conf. Engineering Geology, Tarbiat Modares University, Tehran.
- Yanful, E.K., Shikatani, K.S., Quirt, D.H., 1995. Hydraulic conductivity of natural soils permeated with acid mine drainage. Can. Geotech. J., Vol. 32, pp. 624–646.
- Di Maio, C., 1996. Exposure of bentonite to the salt solution: osmotic and mechanical effects. Geotechnique, Vol. 46, pp. 695–707.
- Wang, Y.H., Siu, W.K., 2006. Structure characteristics and mechanical properties of kaolinite soils. I. Surface charges and structural characterizations. Can. Geotech. J, Vol. 43, pp. 587–600.
- Xue, Q., Zhang, Q., Liu, L., 2012. Impact of high concentration solutions on hydraulic properties of geosynthetic clay liner materials. Materials, Vol. 5, pp. 2326–2341.
- Li, J.S., Xue, Q., Wang, P., Liu, L., 2013. Influence of leachate pollution on mechanical properties of compacted clay: a case study on behaviors and mechanisms. Eng. Geol, Vol. 167, pp. 128–133.
- Li, Z., Katsumi,T., Inui, T.,Takai, A., 2013. Fabric effect on hydraulic conductivity of kaolin under different chemical and biochemical conditions. Soils Found, Vol. 53, pp. 680–691.
- Sridharan, A., El-Shafei, A., Miura, N., 2000. A study on the dominating mechanisms and parameters influencing the physical properties of Ariake clay. International Association of Lowland Technology Journal, Vol. 2, pp. 55–70.
- Olgun, M., and Yıldız, M., 2010. Effect of organic fluids on the geotechnical behavior of a highly plastic clayey soil. Vol, 48, pp. 615-621.
- Yong, R.N., Warkentin, P.B., 1966. Introduction to soil behavior. Mc Millan Co., London, p. 451.
- Liu, Y., Gates, W.P., Bouazza, A., 2013. Acid induced degradation of the bentonite component used in geosynthetic clay Liners. Geotextiles and Geomembranes, Vol. 36, pp. 71-80.
- Spagnoli, G., Stanjek, H., and Sridharan, A., 2012. Influence of ethanol/water mixture on the undrained shear strength of pure clays. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol. 71, pp. 389-398.
- Hendershot W.H., Duquette M., 1986. A simple barium chloride method for determining cation exchange capacity and exchangeable cations, Soil Sci. Soc. Am. J., Vol. 50, pp. 605-608.
- Ouhadi, V.R., Amiri, M., 2014. Interaction of Nano-Clays and Cu Contaminant in Geo-Environmental Projects. Journal of Environmental Science and Technology, Vol. 16 (160), 75-87
- Ouhadi, V.R., Amiri, M., 2011. Geo-environmental Behaviour of Nanoclays in Interaction with Heavy Metals Contaminant, Amirkabir Journal of Civil Engineering, Vol. 42, Issue 3, pp 29-36.
- Moavenian, M.H., Yasrobi, SH. S., 2008. Volume change behavior of compacted clay due to organic liquids as permeant. Applied Clay Science, Vol. 39, pp. 60-71.