وحیدرضا اوحدی

فرایند یخ زدن و ذوب بر رفتار خاک های رسی تأثیرات ویژه ای می گذارد. پولک های رسی دارای لایه دوگانه می باشند که ضخامت این لایه به موارد متعددی از جمله ظرفیت (والانس) کاتیون ها و همچنین غلظت آنها بستگی دارد. فرایند یخ زدن و ذوب سبب می شود که در مشخصات لایه دوگانه اطراف پولک رسی تغییرات قابل توجه ای رخ دهد. علیرغم تحقیقات وسیعی که در زمینه فرایند یخ زدن و ذوب صورت گرفته است به موضوع تأثیر کاتیونهای قلیائی بر رفتار مهندسی رس ها در طی فرایند یخ زدن و ذوب توجه کافی صورت نگرفته است. درک این موضوع به شناخت جامع تر فرایند یخ زدن و ذوب خواهد انجامید. بر این اساس، هدف اصلی این تحقیق مطالعه و تعیین تاثیر حضور و جایگزینی کاتیون های قلیایی در خاک های رسی حاوی نمک در فرایند یخ زدن و ذوب بر رفتار مهندسی خاک های رسی است. از سوی دیگر، مشخصات آب حفره ای خاک های رسی دارای نقش تعیین کننده ای در رفتار ژئوتکنیکی و ژئوتکنیک زیست محیطی کانی های رسی می باشد. برای این منظور از دو نوع نمونه رسی کائولینیت و بنتونیت با خصوصیات ژئوتکنیکی و ژئوتکنیک زیست محیطی مختلف و غلظت های متفاوتی از دو نوع نمک سدیم کلرید و کلسیم کلرید استفاده شده است. برای دستیابی به هدف این پژوهش پس از اعمال سیکل های یخ زدن و ذوب-شدن بر نمونه های رسی حاوی غلظت های مختلف نمک، دو سری آزمایش های درشت ساختاری ( حدود اتربرگ، تحکیم یک بعدی و تورم) و ریز ساختاری ( ظرفیت تبادل کاتیونی و تصاویر میکروسکوپ الکترونی) انجام شده است. نتایج نشان می دهد که افزودن نمک کلسیم کلرید باعث کاهش شدید ضخامت لایه دوگانه و همچنین تغییر ساختار خاک بنتونیت شده است. بطوریکه با افزایش غلظت از 25 تا 200 سانتی مول بر کیلوگرم خاک نمک کلسیم کلرید تغییر محسوسی در حد روانی و تحکیم ساختار خاک ایجاد نمی شود. این امر نشان دهنده اثر کاتیون دو ظرفیتی کلسیم، در ساختار خاک بنتونیت است. از طرفی افزودن نمک سدیم کلرید باعث ایجاد دو رفتار متفاوت در خاک شده است. نخست آنکه غلظت 50 سانتی مول بر کیلوگرم خاک، باعث پراکندگی در ساختار خاک شده است. رفتار دوم در غلظت های 100 و 200 سانتی مول بر کیلوگرم خاک دیده می شود که ساختار خاک بنتونیت تثبیت شده است. به بیان دیگر افزودن نمک کلسیم کلرید در هر غلظتی سبب تثبیت ساختار خاک می شود. در صورتیکه سدیم کلرید در غلظت های کم باعث واگرایی و