خلاصه

خلاصه: این مقاله بر جستجوی راه‌حل‌های کارآمد برای افزایش مقاومت مکانیکی مواد ژئومتریال، به‌ویژه خاک، با کاربردهای حیاتی در مهندسی عمران متمرکز است. چهار ماده امیدوارکننده به عنوان عوامل بهبود خاک مورد بررسی قرار می‌گیرند: لاتکس طبیعی (درختان لاستیک)، لیگنوسولفونات (محصول جانبی صنعت کاغذ)، صمغ زانتان (تخمیر باکتریایی)، و آهک پوسته تخم‌مرغ. در حالی که گزینه های پایدار دیگری وجود دارد، این چهار به دلیل ویژگی های متمایز و پتانسیل برای مطالعه بیشتر انتخاب شدند. لاتکس طبیعی، مشتق شده از درختان لاستیک، پتانسیل استثنایی را برای تقویت مقاومت مکانیکی خاک نشان می دهد و مسیری را برای تثبیت موثر بدون به خطر انداختن پایداری محیطی ارائه می دهد. لیگنوسولفونات، یک محصول جانبی صنعت کاغذ، به عنوان جایگزینی ظاهر می شود که می تواند ظرفیت باربری خاک را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و کاربرد آن را در پروژه های مهندسی عمران افزایش دهد. صمغ زانتان که از طریق تخمیر باکتریایی تولید می شود دارای خواص منحصر به فردی است که چسبندگی و استحکام خاک را افزایش می دهد و آن را به گزینه ای ارزشمند برای کاربردهای ژئوتکنیکی تبدیل می کند. در نهایت، با وجود چالش‌های بالقوه، آهک پوسته تخم‌مرغ پتانسیل امیدوارکننده‌ای را در افزایش مقاومت مکانیکی خاک نشان می‌دهد. این مطالعه اهمیت ارزیابی و مقایسه این عوامل را از نظر اثربخشی آنها در بهبود مقاومت مکانیکی خاک در کاربردهای مهندسی عمران برجسته می‌کند. در بررسی ادبیات، تأثیر افزودن پایدارکننده (%) برای چهار عامل سیمان مورد مطالعه، همراه با تأثیر آن بر ویژگی‌های کلیدی خاک مانند رطوبت بهینه (OMC، %)، حداکثر چگالی خشک (MDD، gm/cc) مورد بررسی قرار گرفت. نسبت باربری کالیفرنیا (CBR، %)، مقاومت فشاری تک محوری (UCS) در ۲۸ روز (MPa)، و تغییر در UCS (ΔUCS، %) در میان سایر پارامترهای فیزیکوشیمیایی. انتخاب مناسب این مواد می‌تواند منجر به توسعه مواد ژئومتریال قوی‌تر و پایدارتر شود و پیشرفت‌های قابل‌توجهی در مهندسی ژئوتکنیک و شیوه‌های ساخت و ساز عمرانی را ارتقا دهد. برای ارزیابی اثربخشی آنها، کارایی یکی از آنها به صورت تجربی ارزیابی شد. صمغ زانتان (XG) برای بیوپلیمریزاسیون خاک رسی انتخاب شد. نمونه ها برای تست های استحکام و سفتی، از جمله فشرده سازی نامحدود، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، و آنالیز امواج اولتراسونیک آماده شدند. تاثیر غلظت تثبیت کننده (به عنوان مثال، ۱٪، ۳٪، ۵٪ صمغ زانتان) برای ارزیابی چگونگی تاثیر دوز بر مخلوط خاک-تثبیت کننده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که لاستیک فشرده سازی و سفتی نامحدود خاک را افزایش می دهد که توسط نسبت تخلخل/کمیت حجمی XG کنترل می شود. این تحقیق پتانسیل XG را نشان می‌دهد، اما تجزیه و تحلیل گسترده‌تر از هر چهار ماده با روش‌های آزمایش مشخص شده، راه را برای پیشرفت‌های آینده در مهندسی ژئوتکنیک هموار می‌کند.