تثبيت خاك هاي منشاء ريزگرد با استفاده از روش تركيبي باكتريايي و بايوپليمري

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

دكتري

امروزه، استفاده از روش تثبيت ميكروبي خاك (MICP) به¬عنوان روشي سازگار با محيط¬زيست با وجود هزينه مواد لازم و اجراي بالا بسيار مورد توجه محققين ژئوتكنيك قرار گرفته است. اين درحالي¬است كه يكي از ايرادات اين روش توليد گازهاي مضر همچون آمونياك و دي¬اكسيد كربن مي¬باشد. بنابراين در پژوهش حاضر، با معرفي محيط¬كشت ضايعاتي جديد در مرحله اول و سپس معرفي روش جديد تركيبي ميكروبي-بايوپليمري PG-MICP، تلاش گرديد كه مشكلات اجرايي اين روش به¬گونه¬اي كه در سطح وسيع بياباني قابل اجرا باشد مورد بحث و بررسي قرار گيرد. در اين راستا در ابتدا، محيط¬كشت معمول باكتريايي با تركيب بايوپليمر ويناس و سه بايوپليمر ديگر، به¬عنوان جايگزين مناسب محيط¬كشت عمومي نوترينت¬براث و اوره معرفي گرديد. سپس با مقايسه هزينه¬اي محيط¬كشت¬هاي مختلف، ملاحظه گرديد كه محيط¬كشت حاوي ويناس و اوره با وجود كاهش 100 برابري هزينه، توانايي تكثير باكتري اسپروسارسينا پاستوري را از 109 در هر ميلي¬ليتر از محيط¬كشت عمومي به مقدار 1011 داشته و فاز سكون باكتري با بكارگيري محيط¬كشت جديد نسبت به بكارگيري محيط¬كشت عمومي مذكور 16 ساعت افزايش يافته است.در واقع اين ويژگي يعني افزايش زمان مرحله سكون موجب فراهم نمودن زمان كافي جهت انتقال مواد ميكروبي به محل اجراي پروژه مي¬شود. در ادامه مقادير دقيق محيط¬كشت بهينه معرفي شده جديد جهت حصول تعداد حداكثر باكتري رشد¬يافته، فعاليت اوره¬آزي و نهايتا بررسي مقاومتي خاك براساس طرح آزمايش تاگوچي در مقدار 10درصد ويناس و 5/1 درصد اوره با درنظر گرفتن 20ساعت زمان انكوباسيون بهينه گرديد. در مرحله دوم از تحقيق انجام شده، جهت حذف مرحله زمان¬بر و پرهزينه تزريق مواد بايو-شيميايي، به معرفي و استفاده از بايوپليمر كندرهاكننده و سازگار با محيط¬زيست صمغ هيدروكلوئيدي فارسي‌ در كنار روش MICP جهت تثبيت خاك¬هاي سست بياباني پرداخته و مزاياي بكارگيري روش تركيبي بهينه حاصل مورد ارزيابي قرار گرفت. مقادير دقيق اين صمغ و حجم محلول¬هاي بايوشيميايي در دو طرح تاگوچي متفاوت در ابتدا جهت حصول بالاترين مقادير پارامترهاي مقاومتي و سپس جهت حصول دوام كافي خاك سست تثبيت¬يافته در برابر فرسايش آبي و بادي بطور توام مشخص گرديد. براساس نتايج حاصله ديده شد كه بكارگيري محلول صمغ فارسي با غلظت 10 ميلي¬گرم در ميلي¬ليتر در كنار حجم محلول¬هاي باكتريايي و سمنتاسيون معادل 5/1 برابر حجم حفرات، مقدار زاويه اصطكاك و چسبندگي خاك را به¬ترتيب از 6/29 درجه و 2/1 كيلوپاسكال به 2/41 درجه و 5/251 كيلوپاسكال افزايش داده-است . در عين حال با بكارگيري محلول صمغ فارسي با غلظت كمتر 8 ميلي¬گرم در ميلي¬ليتر در كنار حجم محلول¬هاي باكتريايي و سمنتاسيون كمتر معادل 3/1 ميزان دوام خاك در برابر فرسايش حاصل از بارش باران مصنوعي و باد به بيش از 95 درصد رسيد. در جهت رفع ديگر مشكلات اين روش از جمله كاهش ميزان توليد گازهاي سمي، درنهايت طرح بهينه حاصل از بررسي دوام خاك جهت بررسي ميزان گازهاي سمي خروجي مورد بررسي قرار گرفت و ديده شد كه روش مذكور توانايي جذب گازهاي خروجي سمي را تا ميزان 20 برابر از خود نشان مي¬دهد.

226117

خاك و پي

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان