تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,304 |
تعداد مقالات | 15,948 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,284,211 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,042,984 |
مقایسه نحوه تغییرات رفتار خمیری و نفوذپذیری بنتونیت در حضور آلایندههای آلی و فلزسنگین | ||
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز | ||
مقاله 3، دوره 46.4، شماره 85، اسفند 1395، صفحه 25-36 اصل مقاله (858.19 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
وحیدرضا اوحدی* 1؛ محمدسعید فخیم جو2؛ سیدتقی امیدنائینی2 | ||
1دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران و استاد گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا | ||
2دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران | ||
چکیده | ||
نفوذپذیری کم و قابلیت جذب آلایندههای گوناگون، بنتونیت را به عنوان مصالحی مناسب در مراکز دفن مهندسی زباله مطرح کرده است. حضور آلاینده در سیال منفذی و اندرکنش آلاینده با پولکهای رسی، خصوصیات فیزیکی و رفتاری خاک را تغییر میدهد. آلایندههای آلی و فلزات سنگین دو دسته عمده از آلایندههای زیستمحیطی در خاک به شمار میآیند. تحقیقات گذشته نشان میدهند که آلاینده آلی با کاهش ثابت دیالکتریک و فلز سنگین با افزایش ظرفیت و غلظت الکترولیت، لایه دوگانه را فشرده میکنند. لایه دوگانه فشردهتر، نفوذپذیری بیشتر و خاصیت خمیری کمتری را ایجاد میکند. با وجود توجه ویژه محققین و تحقیقات مختلفی که در خصوص فرایند اندرکنش آلایندههای آلی و فلز سنگین با کانیهای رسی انجام شده است، در زمینه مقایسه تغییر خصوصیات مهندسی بنتونیت در اندرکنش با آلایندههای فوق تحقیقات محدودی انجام گرفته است. هدف این مقاله مقایسه تغییر رفتار خمیری و نفوذپذیری بنتونیت آلوده شده با آلایندههای آلی (متانول، اتانول، استیک اسید و دایوکسان) و فلز سنگین (روی و سرب) میباشد. به این منظور، آزمایشات حدود اتربرگ و تحکیم بر نمونههای بنتونیت آلوده شده با غلظتهای مختلف آلاینده آلی انجام شد و با نتایج موجود بنتونیت آلوده شده با فلز سنگین مقایسه شد. نتایج حاصل با مدل تئوریک لایه دو گانه گوی- چپمن مقایسه شده و تأثیر پارامترهای مختلف مدل شامل ثابت دیالکتریک، ظرفیت کاتیون، شعاع هیدراته و غلظت فلز سنگین و تأثیر آنها بر خصوصیات خمیری و نفوذپذیری بنتونیت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان میدهند که افزایش غلظت در حضور آلاینده آلی سبب کاهش خصوصیات خمیری و افزایش ضریب هدایت هیدرولیکی بنتونیت میشود. به طوریکه افزایش غلظت آلاینده آلی از 10 درصد به 40 درصد در نسبت تخلخل 2، نفوذپذیری را برای اتانول در حدود 10 برابر، متانول 7 برابر و در حضور استیک اسید 4 برابر افزایش داده است. به طوری که ثابت دیالکتریک، لزجت سینماتیکی و اندازه مولکولی تغییر رفتار بنتونیت را در حضور سیال آلی کنترل میکند. نتایج تحقیق حاضر نشان میدهند که تفاوت حد روانی بنتونیت در ثابت دیالکتریک یکسان به ازای سیالات آلی متفاوت با لحاظ کردن اثر تفاوت در لزجت نسبی سیال قابل توجیه بوده که عدم تطابق نتایج آزمایشگاهی با نظریه لایه دوگانه، از این منظر قابل تجزیه و تحلیل است. | ||
کلیدواژهها | ||
بنتونیت؛ آلاینده آلی؛ آلاینده فلز سنگین؛ رفتار خمیری؛ نفوذپذیری؛ ثابت دیالکتریک | ||
مراجع | ||
[1] Yong, R. N., Mohamed, A. M. O., Warkentin, B. P., "Principles of Contaminant Transport in Soils", Elsevier, New York, 1992. [2] Bolt, G. H., "Physicochemical Analysis of the Compressibility of Pure Clays", Géotechnique, 1956, 6 (2), 86-93.
[3] Mesri, G., Olson, R. E., "Consolidation Charactristics of Montmorillonite", Géotechnique, 1971, 21 (4), 341-352.
[4] Fernandez, F., Quigley, R. M., "Hydraulic Conductivity of Natural Clays Permeated with Simple Liquid Hydrocarbons", Canadian Geotechnical Journal, 1985, 22 (2), 205-214. [5] Fernandez, F., Quigley, R. M., "Viscosity and Dielectric Constant Controls on the Hydraulic Conductivity of Clayey Soils Permeated with Water-Soluble Organics", Canadian Geotechnical Journal, 1988, 25 (3), 582-589.
[6] Barbour, S. L., Fredlund, D. G., "Mechanisms of Osmotic Flow and Volume Change in Clay Soils", Canadian Geotechnical Journal, 1989, 26 (4), 551-562. [7] Chen, J. S., Cushman, J. H., Low, P. F., "Rheological Behaviour of Na-Montmorillonite Suspension at Law Electrolyte Concentration", Clays and Clay Minerals, 1990, 38 (1), 57-62.
[8] Spagnoli, G., Stanjek, H., Sridharan, A., "Influence of Ethanol/Water Mixture on the Undrained Shear Strength of Pure Clays", Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 2012, 71 (2), 389-398. [9] Olgun, M., Yıldız, M., "Influence of Acetic Acid on Structural Change and Shear Strength Of Clays", Iranian Jounal of Science and Technology Transaction B- Engineering, 2012, 36 (C1), 25-36. [10] Hueckel, T., Kaczmarek, M., Caramuscio, P., "Theoretical Assessment of Fabric and Permeability Changes in Clays Affected By Organic Contaminants", Canadian Geotechnical Journal, 1997, 34 (4), 588-603. [11] Mitchell, J. K., Soga, K., "Fundamentals of Soil Behavior", John Wiley & Sons, New Jersey, 2005. [12] Gilligan, E. D., "The Effect of Organic Pore Fluids on the Fabric and Geotechnical Behavior of Clays", PhD Thesis, Syracus, New York, 1983. [13] Gilligan, E. D., Clemence, S. P., "Fabric and Engineering Behavior of Organic-Saturated Clays", Bulletin of the Assosiation of the Engineering Geologists, 1984, 21, 515-529. [14] Budhu, M., Giese Jr, R. F., Campbell, G., Baumgrass, L., "The Permeability of Soils with Organic Fluids", Canadian Geotechnical Journal, 1991, 28 (1), 140-147. [15] Yong, R. N., "Geoenvironmental Engineering: Contaminated Soils, Pollutant Fate and Mitigation", CRC Press, 2001.
[16] Yong, R. N., Warkentin, B. P., "Soil Properties and Behaviour", Elsevier, New York, 1975. [17] Olgun, M., Yıldız, M., "Effect of Organic Fluids on the Geotechnical Behavior of a Highly Plastic Clayey Soil", Applied Clay Science, 2010, 48 (4), 615-621.
[18] Sridharan, A., Rao, S. M., Murthy, N. S., "Compressibility Behaviour of Homoionized Bentonites", Géotechnique, 1986, 36 (4), 551-564.
[19] Ouhadi, V. R., Yong, R. N., Sedighi, M., "Influence of Heavy Metal Contaminants at Variable Ph Regimes on Rheological Behaviour of Bentonite", Applied Clay Science, 2006, 32 (3-4), 217-231.
[20] Newland, P. L., Allely, B. H., "A Study of The Consolidation Characteristics of a Clay", Géotechnique, 1960, 10 (2), 62-74. [21] صدیقی، م.، "رفتار تراکم پذیری اسمزی و خصوصیات تحکیمی بنتونیت در اثر اندرکنش با آلایندههای حاوی فلز سنگین"، پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، 1382. [22] White, W. A., "Water Sorption Properties of Homoionic Clay Minerals", Illinois State Geological Survey Report of Investigations 208, University of Illinoi, Illinois, 1958. [23] Kaya, A., Fang, H. Y., "The Effects of Organic Fluids on Physicochemical Parameters of Fine-Grained Soils", Canadian Geotechnical Journal, 2000, 37 (5), 943-950. [24] Murray, E., Rix, D., Humphrey, R., "Evaluation of Clays as Linings to Landfill", Engineering Geology Special Publications, 1996, 11 (1), 251-258.
[25] بهنیا، ک.، طباطبایی، ا. م.، "مکانیک خاک"، مؤسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران، 1384، جلد اول، ص. 457. [26] Somerville, S. H., Large, D. S., "Control of Groundwater for Temporary Works", Construction Industry Research and Information Association, Vol. 113 of CIRIA Report, 1986. [27] Chen, J., Anandarajah, A., "Influence of Pore Fluid Composition on Volume of Sediments In Kaolinite Suspensions", Clays and Clay Minerals, 1998, 46 (2), 145-152. [28] Arasan, S., "Effect of Chemicals on Geotechnical Properties o Clay Liners: A Review", Research Journal of Applied Science, Engineering and Technology, 2010, 2 (8), 765-775.
[29] Cheng, H., Hu, E., Hu, Y., "Impact of Mineral Micropores on Transport and Fate of Organic Contaminants: A Review", Journal of Contaminant Hydrology, 2012, 80-90. [30] Van Olphen, H., "An Introduction to Clay Colloid Chemistry: For Clay Technologists, Geologists, and Soil Scientist", Krieger, Marabal, Florida, 1991. [31] Weast, R. C., "CRC Handbook of Chemistry and Physics: A Ready-Reference Book of Chemical And Physical Data", CRC Press, 1973.
[32] Perry, R. H., Green, D. W., "Perry's Chemical Engineers Handbook", McGraw - Hill Professional Publishing, 8th Edition, 2008. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,486 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,827 |