تأثیراستفاده از ترکیبات نانوسیلیس و آهک بر شاخص‌های پایداری ساختمان خاک شیروانی‌های خاکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه جنگلداری، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 دانشیار گروه آبخیزداری و مدیریت مناطق بیابانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

10.22069/jwsc.2020.17147.3263

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: از نانوذرات با توجه به ویژگی‌های خاص آن‌ها مانند سطح ویژه زیاد و عملکرد بالا در حجم کم، می‌توان به-منظور حفاظت از شیروانی‌های خاکی استفاده کرد، البته نانوذرات همانند برخی دیگر از افزودنی‌ها مانند آهک به‌تنهایی نمی-توانند کارایی چشم‌گیری داشته باشند. لذا در این تحقیق از نانوسیلیس در ترکیب با آهک برای پایدار ساختن و حفاظت از شیب‌ها استفاده ‌شد.
مواد و روش‌ها: بدین منظور، تیمارهای شاهد (بدون افزودن نانوسیلیس و آهک) و ترکیب نانوسیلیس و آهک با نسبت‌های وزنی 05/0% نانو+2% آهک، 1/0% نانو+4% آهک، 6/0% نانو+6% آهک، 4/0% نانو+8% آهک، 8/0% نانو+10% آهک، 2% آهک، 6% آهک، 10% آهک، 05/0% نانو و 1/0% نانو هر یک به حالت محلول در 3 لیتر آب در سه تکرار روی قطعات نمونه 25/0 مترمربعی واقع در شیروانی‌های خاک‌برداری با شیب 100 درصد جاده‌های طرح جنگل‌داری دکتر بهرام‌نیا پاشیده شد. بعد از پایان دوره‌های عمل‌آوری 7 و 28 روز، از قطعات تیمار شده نمونه خاک تهیه و جهت اندازه‌گیری شاخص‌های پایداری ساختمان خاک به روش الک تر و خشک به آزمایشگاه منتقل گردید.
یافته‌ها: در این پژوهش روند معنی‌داری در مقادیر شاخص‌های پایداری خاکدانه با افزایش غلظت آهک و نانوسیلیس مشاهده نشد. بیشترین مقدار MWDwet و MWDdry و AS مربوط به تیمار 3 (6/0% نانو+6% آهک) و زمان عمل‌آوری 28 روز بود که به ترتیب نسبت به تیمار شاهد 24/66، 01/51 و 98/72 درصد افزایش نشان داد. کمترین مقدار AS نیز مربوط به تیمار 8 (10% آهک) بود که نسبت به شاهد 36/82 درصد کاهش نشان داد. همه تیمارهای آزمایشی بجز تیمارهای 1 (05/0% نانو) و 8 باعث کاهش شاخص DI نسبت به شاهد شدند. کمترین مقدار DI مربوط به تیمار 3 (6/0% نانو+6% آهک) بود که نسبت به تیمار شاهد 61/257 درصد کاهش داشت.در این پژوهش روند معنی‌داری در مقادیر شاخص‌های پایداری خاکدانه با افزایش غلظت آهک و نانوسیلیس مشاهده نشد. بیشترین مقدار MWDwet و MWDdry و AS مربوط به تیمار 3 (6/0% نانو+6% آهک) و زمان عمل‌آوری 28 روز بود که به ترتیب نسبت به تیمار شاهد 24/66، 01/51 و 98/72 درصد افزایش نشان داد. کمترین مقدار AS نیز مربوط به تیمار 8 (10% آهک) بود که نسبت به شاهد 36/82 درصد کاهش نشان داد. همه تیمارهای آزمایشی بجز تیمارهای 1 (05/0% نانو) و 8 باعث کاهش شاخص DI نسبت به شاهد شدند. کمترین مقدار DI مربوط به تیمار 3 (6/0% نانو+6% آهک) بود که نسبت به تیمار شاهد 61/257 درصد کاهش داشت.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی نتایج این پژوهش نشان‌دهنده تأثیر مثبت استفاده ترکیبی از آهک و نانوسیلیس بر بهبود پایداری ساختمان خاک می‌باشد و 6/0% نانو در کنار 6% آهک از نظر کاهش درصد تخریب خاکدانه‌ها نسبت به سایر ترکیب‌ها تأثیر بهتری داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of nano-silica & lime on soil structure stability indices of earthy side slopes

نویسندگان [English]

  • Aidin Parsakhoo 1
  • Seyed Jamal Mirniazi 1
  • Vahedberdi Sheikh 2
  • hashem habashi 1
1 Department of Forestry, Faculty of Forest Science, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 Department of Arid Zones Management, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran
چکیده [English]

Abstract
Background and Objectives: Nano-particles can be used for the soil conservation practices due to high specific area and high efficiency in low volume. Nano-particles cannot perform well individually similar to the lime. So, in this study nano-SiO2 in combination of lime was used for slope stabilization.
Material and Methods: In this study, control treatment (without nano-SiO2 and lime) and different combinations of nano-SiO2 and lime including 0.05% nano + 2% lime, 0.1% nano + 4% lime, 0.6% nano + 6% lime, 0.4% nano + 8% lime, 0.8% nano + 10% lime, 2% lime, 6% lime, 10% lime, 0.05% nano and 0.1% nano were sprayed on 0.25 m-2 plots. Treatments were conducted in three replications on cutslopes with gradient of 100% in Bahramnia forest roads. After the curing times of 7 and 28 days, soil samples were collected to measure the stability indices of soil structure using wet and dry sieving.
Findings: In this study, there wasn’t significant trend in aggregate stability indices versus increasing the concentrations of lime and nano-SiO2. Maximum values of MWDwet, MWDdry and AS was detected for treatment 3 (0.6% nano + 6% lime) in curing time of 28 days which was 66.24%, 51.01% and 72.98% higher as compared with control. Minimum rate of AS was observed for treatment 8 (10% lime) which was 82.36% lower as compared with control. All of the treatments cause to decrease DI except for treatments 1 (0.05% nano) and 8. Minimum DI was observed for treatment 3, which was 257.61% higher than control.In this study, there wasn’t significant trend in aggregate stability indices versus increasing the concentrations of lime and nano-SiO2. Maximum values of MWDwet, MWDdry and AS was detected for treatment 3 (0.6% nano + 6% lime) in curing time of 28 days which was 66.24%, 51.01% and 72.98% higher as compared with control. Minimum rate of AS was observed for treatment 8 (10% lime) which was 82.36% lower as compared with control. All of the treatments cause to decrease DI except for treatments 1 (0.05% nano) and 8. Minimum DI was observed for treatment 3, which was 257.61% higher than control.
Conclusions: Results of this study showed the positive effect of mixed treatment of lime and nano-SiO2 on stability of soil structure. 0.6% nano+6% lime had better influence on reduction of aggregate destruction percentage.Results of this study showed the positive effect of mixed treatment of lime and nano-SiO2 on stability of soil structure. 0.6% nano+6% lime had better influence on reduction of aggregate destruction percentage.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aggregate mean weight diameter
  • Curing time
  • Wet sieving
  • Aggregate stability
  • Aggregate destruction