شماره مدرك :
16901
شماره راهنما :
14985
پديد آورنده :
اسلامي فارساني، محمد
عنوان :

تأثير بهسازي بيولوژيك بر ظرفيت باربري بستر ماسه اي

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ژئوتكنيك
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1400
صفحه شمار :
ز، 144 ص.: مصور (رنگي)، جدول،‌ نمودار
استاد راهنما :
محمدعلي روشن ضمير
استاد مشاور :
محمدرضا خانمحمدي
توصيفگر ها :
بهسازي بيولوژيكي , MICP , آزمايش بارگذاري بر روي بستر ماسه اي , بهسازي ستون ماسه اي به روش بيولوژيكي , ارزيابي ظرفيت باربري , بايو ستون , گروه بايو ستون
استاد داور :
هاجر شرع اصفهاني، امين ازهري
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/09/29
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي عمران
دانشكده :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/09/29
كد ايرانداك :
2792034
چكيده فارسي :
بهسازي بيولوژيكي¬خاك، يك روش نوين بوده كه در طي¬آن فرآيندهاي شيميايي و بيولوژيكي خصوصيات فيزيكي و مكانيكي خاك را تقويت مي¬نمايند و از آن¬جايي كه اين بهسازي سازگار با محيط¬زيست مي¬باشد و در انواع خاك قابل استفاده است، در عموم پروژه¬هاي بهسازي خاك به يك روش بسياركارآمد و مناسب تبديل شده است. رسوب كلسيت ناشي از فعاليت ميكروبي (MICP)، يكي از شناخته¬شده-ترين و بهترين روش¬هاي بهسازي¬بيولوژيكي خاك مي¬باشد كه در آن پس از تزريق سوسپانسيون باكتريايي(محلول سيماني) به خاك، رسوب كربنات كلسيم تشكيل مي¬شود و به اين ترتيب خصوصيات خاك بهبود چشمگيري مي¬يابند. در اين پژوهش، تأثير بهسازي بيولوژيك بر ظرفيت باربري بستر ماسه¬اي مورد بررسي قرار گرفته است. در اين پژوهش، از خاك ماسه بادي كوير ورزنه استفاده شده كه پس از انجام آزمايشات دانه¬بندي، مشخص گرديد كه اين ماسه داراي دانه¬بندي يكنواخت بوده و¬ به عبارتي يك نوع ماسه¬ي بددانه¬بندي شده مي¬باشد. در اين مطالعه از باكتري B.pasteurii استفاده گرديد. در اين پژوهش، بستر ماسه¬اي به وسيله¬ي ستون¬هاي ماسه¬اي تثبيت شده به روش بيولوژيكي(بايو ستون) مورد بهسازي قرار گرفت. به طور كلي مي¬توان اين مطالعه را به سه بخش كلي تقسيم¬بندي نمود. در بخش اول (تحت عنوان آزمايشات سري اول) ظرفيت باربري يك بايو ستون تكي مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين بخش، با توجه به تاريخچه¬ي موضوع، از 3 متغير استفاده گرديد. متغير اول، نسبت طول به قطر بايو ستون(L/D) بوده كه براي آن مقادير 2 ، 3 و 4 انتخاب گرديد. متغير دوم، نسبت محلول سيمانتاسيون به باكتري(Cem/Bac) بوده كه براي آن مقادير 1 ، 5/1 و 2 در نظر گرفته شد. متغير سوم، نرخ تزريق(Rate Of Injection) بوده كه براي آن مقادير 10 ، 20 و 30 ميلي¬ليتر بر ساعت انتخاب گرديد. در اين بخش از يك پي صلب دايره¬اي به قطر 5 سانتي¬متر جهت بارگذاري استفاده شد. طرح آزمايشات بخش اول بر اساس روش تاگوچي (TDOE) بوده و در نهايت با تحليل تاگوچي بهينه¬ترين حالت براي متغير هدف به¬دست آمد. در بخش اول، دو متغير هدف در نظر گرفته شد. اولين متغير هدف بيشترين ظرفيت باربري (ظرفيت باربري نهايي) بايو ستون بوده و دومين متغير ظرفيت باربري پسماند (ماندگار) در نظر گرفته شد. بر اساس تحليل تاگوچي، بهترين حالت براي يك بايو ستون تكي، زماني است كه نسبت طول به قطر بايو ستون، نسبت محلول سيمانتاسيون به باكتري و نرخ تزريق به ترتيب برابر با 4، 2 و10 ميلي¬ليتر بر ساعت باشد. در بخش دوم (تحت عنوان آزمايشات سري دوم) ظرفيت باربري گروه بايو ستون مورد ارزيابي قرار گرفت و از بهترين بايو ستون به¬دست آمده از آزمايشات سري اول استفاده گرديد. در اين بخش از 1 متغير استفاده گرديد. با توجه به مطالعات پيشين نسبت فاصله به قطر بايو ستون¬ها ثابت و برابر با 5/2 در نظر گرفته شد و فقط تعداد بايو ستون¬ها به عنوان متغير انتخاب گرديد و براي آن مقادير 1 ، 2 ، 3 و 4 عدد در نظر گرفته شد. در اين بخش از يك پي صلب مربعي به عرض 18 سانتي¬متر جهت بارگذاري استفاده شد. با توجه به شكل نمودارهاي به¬دست آمده در بخش دوم، يك متغير هدف در نظر گرفته شد. متغير هدف در اين بخش بيشترين ظرفيت باربري (ظرفيت باربري نهايي) گروه بايو ستون در نظر گرفته شد. در نهايت اين نتيجه به¬دست آمد كه حالت بهينه¬ي گروه بايو ستون زماني است كه از 3 بايو ستون استفاده گردد. در بخش سوم به بررسي آب¬شستگي بايو ستون¬هاي آزمايشات سري اول بر اساس تحليل تاگوچي پرداخته شد. بر اساس تحليل تاگوچي، حالت بهينه براي كمترين ميزان آب¬شستگي يك بايو ستون، زماني است كه نسبت طول به قطر بايو ستون، نسبت محلول سيمانتاسيون به باكتري و نرخ تزريق به ترتيب برابر با 1، 2 و10 ميلي-ليتر بر ساعت باشد.
چكيده انگليسي :
Bio-mediated soil improvement is a new method through which the chemical and biological processes improve the mechanical and physical properties of the soil. Since this method is environment-friendly and applicable to any sort of soil, it is widely used as an effective method for the soil improvement. Microbial induced calcite precipitation (MICP) is one of the best and most well-known techniques for bio-mediated improvement of soil whereby bacterial suspension is injected into the soil to form precipitated calcium carbonate, thereby improving the properties of the soil. The current research was intended to analyze the effect of the bio-mediated soil improvement on the bearing capacity of sand bed. To carry out the research, sand from Varzaneh desert was used, characterized as uniformly and poorly graded sand. For improvement purpose, we used the bacteria, B. pasteurii. The sand bed stabilized through sand columns was biologically improved. In general, this research can be divided into three parts. In the first part (or first series of tests), the bearing capacity of a single bio-column was analyzed. Considering the history of the study, we used three variables: (1) the ratio of length to diameter (L/D) of bio-columns, with the values of 2, 3, and 4; (2) the ratio of cementation suspension to bacteria (Cem/Bac), with the values of 1, 1.5, and 2; and (3) the rate of injection of 10, 20, 30 ml/hr. A circular rigid foundation, 5 cm in diameter, was used for the loading. Taguchi Design of Experiments was used to achieve the best state of target variable. In this part, we considered two target variables: first, the maximum bearing capacity (final bearing capacity) of bio-columns, and second, the residual bearing capacity. According to Taguchi analysis, the best state of a single bio-column is obtained when the ratio of length to diameter of bio-column, ratio of cementation solution to bacteria, and injection rate are 4, 2, and 10 ml/hr, respectively. In the second part (or second series of tests), the bearing capacity of bio-column group was analyzed using the best bio-column obtained in the first series of tests. In this part, only one variable was used. Considering the previous studies, the ratio of distance to the diameter of bio-columns, which was 2.5, remained unchanged, and only number of bio-columns was regarded as the variable of choice, with the values of 1, 2, 3, and 4. In this part, a square rigid foundation, 18 cm wide, was used for loading. According to the diagrams obtained in the second part, we used just one target variable, which was maximum bearing capacity (final bearing capacity) of bio-column group. Finally, the result showed that the optimal state of bio-columns is obtained when three bio-columns are used. In the third part of the study, we analyzed the scour of bio-columns in the first series of tests using Taguchi method. According to Taguchi method, the optimal state for minimum scour of a bio-column is obtained when the ratio of length to diameter of bio-column, ratio of cementation solution to bacteria, and injection rate are 1, 2, and 10 ml/hr, respectively.
استاد راهنما :
محمدعلي روشن ضمير
استاد مشاور :
محمدرضا خانمحمدي
استاد داور :
هاجر شرع اصفهاني، امين ازهري
لينک به اين مدرک :

بازگشت