ویژگی های هیدرولیکی و مکانیکی مخلوط های شن با سپیولیت و پالیگورسکیت

نقش رس ها در فعالیت فیزیکی و شیمیایی و ساختمان خاک و در ویژگی های هیدرولیکی و مکانیکی آن قابل توجه می باشد. نه تنها مقدار رس، بلکه نوع کانی رسی نیز بر رفتار فیزیکی و مکانیکی خاک موثر است. از میان کانی های 2:1 سیلیکاتی کانی هایی مانند سپیولیت و پالیگورسکیت فراوانی زیادی در خاک های مناطق خشک ایران دارند، ولی پژوهش های اندکی در مورد ویژگی-های هیدرولیکی و مکانیکی سپیولیت و پالیگورسکیت (که جزو کانی های فیبری می باشند) انجام شده است. در این پژوهش اثر افزودن دو کانی سپیولیت و پالیگورسکیت بر منحنی مشخصه رطوبتی و مقاومت های کششی و فروروی مخلوط آنها با شن بررسی گردید. نمونه های شن-کانی دارای درصد رس 15، 30 و 45، با چگالی ظاهری برابر 90 درصد چگالی ظاهری بحرانی برای رشد -گیاه ساخته شدند. منحنی مشخصه رطوبتی نمونه های ساخته شده با قطر و ارتفاع 5 سانتی متر با استفاده از دستگاه های جعبه شن، جعبه شن-کائولین و صفحه فشاری اندازه گیری شد. مقاومت کششی استوانه های خاک در رطوبت های مختلف با استفاده از روش غیر مستقیم برزیلی اندازه گیری شد. هم چنین مقاومت فروروی با استفاده از دستگاه فروسنج ریز با زاویه مخروط 30 درجه، قطر مخروط mm4 و با سرعت فرو روی mm/min 2 اندازه گیری شد . نتایج نشان داد که با افزایش رس پالیگورسکیت در مخلوط شن-رس مقاومت کششی به طور چشم گیری افزایش می یابد که در نتیجه تاثیر این رس بر پیوند بین ذرات شن و مقابله با گسیختگی می باشد. هم چنین با افزایش مقدار رس و کاهش رطوبت مقاومت فروروی افزایش یافته که در تیمار های دارای سپیولیت تاثیر بیش -تری دیده شد و این به تاثیر سپیولیت بر افزایش اصطکاک میان مخروط فروسنج و مخلوط شن-رس اشاره دارد . با استفاده از داده-های منحنی مشخصه رطوبتی ، پس از برازش مدل ون گنوختن-معلم ، مقدار آب قابل استفاده (paw) و دامنه رطوبتی با حد اقل محدودیت (llwr) در خاک محاسبه شد که در مورد هر دو نوع رس با افزایش مقدار رس ، مقدار آب قابل استفاده و llwr افزایش یافت .با استفاده از داده های منحنی مشخصه رطوبتی و داده های مقاومت کششی و فروروی اثر تنش موثر بر مقاومت مکانیکی تیمار ها بررسی گردید ، با افزایش مقدار رس و کاهش درجه اشباع مقدار تنش موثر افزایش یافت. هم چنین شیب منحنی مقاومت مکانیکی – تنش موثر به عنوان شاخص سخت شوندگی در نظر گرفته شد و دیده شد که با افزایش مقدار رس مقدار شاخص سخت شوندگی افزایش یافته و رس سپیولیت همواره تاثیر بیشتری در افزایش استعداد سخت شوندگی شن نسبت به رس پالیگورسکیت داشته است و در تیمار های دارای پالیگورسکیت با افزایش 45% رس شاخص سخت شوندگی کاهش می یابد.