در سال ۲۰۰۹ افلاکی و حاجیان نیا با بهره گرفتن از پسمانده مواد نفتی، مواد باقیمانده در قسمت های پایین برج تقطیر پالایشگاه، سعی در بهسازی خصوصیات خاک ماسه ای داشتند. نتایج آزمایش هایی که بر روی نمونه های ساخته شده با درصد های مختلف پسمانده نفتی از قرار زیر است:
نتایج آزمایش فشاری تک محوری برای سه حالت زیر درنظر گرفته شد:

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

تاثیر مقدار پسمانده نفتی بر روی استحکام مخلوط در واقع می توان دید که چگونه میزان پسمانده نفتی در نمونه های اصلاح شده تاثیر گذار است.
تاثیر درجه افزایش آب بر عملکرد استحکامی نمونه خاک-پسمانده نفتی
تاثیر کاهش املاح: در واقع اثر نمک چه تاثیری بر روی عملکرد مقاومتی نمونه خاک-پسمانده نفتی می تواند داشته باشد.
منحنی مقاومت فشاری تک محوره-کرنش برای نمونه های ساخته شده در شکل ۲۱-۲ نشان داده شده است.
شکل ۲۱-۲ نتایج آزمایش فشاری تک محوره برای نمونه های ساخته شده با پسمانده ماده نفتی [۳۱]
نتایج حاصل از آزمایش نشان می دهد که با افزایش پسمانده مواد نفتی در ساخت نمونه مقاومت فشاری به میزان حداقل ۲۰% کاهش نشان می دهد. علت این کاهش در مقاومت را می توان به کاهش اصطکاک بین دانه های خاک نسبت داد زیرا افزایش پسمانده نفتی باعث می شود سطح موثر تماسی بین دانه ها کاهش یافته در نتیجه کاهش در کل مقاومت حاصل شود. از طرفی با مقایسه نمودارها این طور استنباط می شود که با افزایش مقدار پسمانده نفتی مصرفی در ساخت نمونه ها، کرنش در نمونه ها بیشتر گردد و نمونه ها حالت پلاستیک تری از خود نشان دهند که این رفتار نمونه ها را می توان به خاصیت ویسکوز پسمانده نفتی نسبت داد. همچنین با افزایش مقدار مواد ریز دانه داخل خاک، مصرف پسمانده نفتی برای رسیدن به ماکزیمم مقاومت بیشتر خواهد شد.
باتوجه به شکل ۲۲-۲ رطوبت اولیه در خاک تاثیر بسزایی در مقاومت فشاری نمونه خواهد دشت. علت را می توان این طور توجیه کرد که وجود آب در سطح خاک باعث می شود که چسبندگی مناسب بین مواد نفتی و خاک حاصل نشود، در این حالت آب مانع می شود که مولکول های هیدروکربنی به سطح خاک به درستی بچسبد. وجود آب در نمونه باعث می شود که در شکل زنجیره های چسبانده بین ذرات خاک وارد شده و بنابر این کاهش در مقاومت خاک حاصل شود. همچنین اینطور به نظر می رسد که وجود رطوبت در خاک قبل از اختلاط تاثیر بیشتری در کاهش مقاومت نشان می دهد.
مقاومت فشاری(کیلوگرم برسانتیمترمربع)
شکل۲۲-۲ تاثیر رطوبت خاک محل بر روی مقاومت فشاری نمونه های اصلاح شده [۳۱]
نتایج آزمایش همچنین نشان می دهد که اگر نمونه خاک شسته شود بگونه ای که تا حدودی املاح نمک آن کم شود و به شرط آن که وزن مخصوص خشک خاک تغییر نکند، افزایش ۱۰ الی ۲۰ درصدی در مقاومت نمونه حاصل می شود. علت این افزایش را می توان به تاثیر منفی نمک در خاک نسبت داد. نمک باعث می شود که چسبندگی مناسب بین خاک و مواد نفتی حاصل نشود.
شکل ۲۳-۲ نتایج آزمایش فشاری تک محوره برای نمونه های ساخته شده از خاک شسته شده با پسمانده نفتی [۳۱]
چسبندگی خاک به میزان قبل توجهی نسبت به حالت طبیعی افزایش یافته ولی زاویه اصطکاک تغییر قابل ملاحظه ای نداشته است و حتی در بعضی مواقع کاهش را نشان می دهد. علت افزایش در چسبندگی را می توان اینطور توجیه کرد که هیدروکربن های مواد نفتی ماهیتا خاصیت چسندگی دارند. کاهش در اصطکاک به علت کاهش درگیری بین ذرات می باشد[۳۱].
۲-۵-۲- بررسی اثر چسب های پلیمری روی خواص مکانیکی خاک ماسه ای:
۱-۲-۵-۲-تحقیقات انجام شده توسط پارک و همکاران
در سال ۲۰۰۹، پارک^[۲۲] و همکارانش با مطالعه بر روی پلیمر پلی وینیل استات و ترکیب آن با ماسه انجام دادند. این پلیمر ماده چسبناکی است که تحقیقات زیادی روی آن ها جهت تثبیت خاک صورت گرفته است. این ماده با از دست دادن رطوبت سخت می شود و ذرات خاک را به هم چسبانده و مقاومت خاک را در برابر نیرو های فرسایشی و گسیختگی افزایش می دهند. این پلیمر به علت چسبندگی بسیار و کشسانی آن ها در صنعت استفاده فراوانی دارند. علاوه بر افزایش مقاومت، استفاده دیگری که از این پلیمر می توان کرد استفاده در تثبیت شن های روان است. این پلیمر به آلات چسبندگی بالا مانع از حرکت شن های روان در اثر وزش طوفان می شوند. این پلیمر به علت این که با خاک واکنش شیمیایی نمی دهند، این قابلیت را دارد که گیاه درون خاک تثبیت شده با آن ها رشد کند.
شکل ۲۴-۲ پلی وینیل استات
پلی وینیل استات در سال ۱۹۱۲ در آلمان توسط فریتز کلات^[۲۳] کشف شد. در مقیاس صنعتی از اتین، اتانوایک اسید و یکی از نمک های جیوه ساخته می شود. پلیمر پلی وینیل استات از واکنش در فاز مایع یا گاز اسید استیک و استیلن تهیه می شود. چسب های مفید از گروه امولسیون های پلی وینیل استات می باشند. مقاومت این مواد در برابر تخریب ناشی از اشعه خورشید، آن ها برای پوشش های داخلی و خارجی مناسب می سازد. نتایج آزمایش ها به شرح زیر است:
طبق آزمایش تراکم مطابق شکل ۲۵-۲، پیش بینی می شد که مقدار محلول لازم برای رسیدن به یک دانسیته ماکزیمم برای خاک ماسه روان مصرفی، بین عدد ۱۰ تا ۱۵ درصد وزن ماسه باشد. بدین منظور برای انجام این آزمایش محلول هایی با غلظت های مختلف ۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصد از پلیمر تهیه و با نسبت های وزنی ۸ تا ۱۵ درصد وزن ماسه، به خاک مورد نظر اضافه شد.
شکل ۲۵-۲ تعیین درصد محلول بهینه نسبت به وزن ماسه [۳۲]
نتایج حاکی از آن است که با افزایش مقدار درصد افزوده شده، دانسیته خشک نیز افزایش پیدا می کند و بعد از رسیدن به مقدار ماکزیمم خود، روند کاهشی به خود می گیرد. مقدار بهینه برای ساخت نمونه ها، برابر ۱۳ درصد وزن ماسه به دست آمد. علت را می توان اینگونه توجیه نمود که وقتی محلول پلیمر به خاک اضافه می شود، ذرات خاک یک لایه نازک از محلول را جذب سطحی می کنند، ولی بعد از رسیدن به درصد بالایی از جذب سطحی، محلول، فضاهایی را که می تواند توسط ذرات خاک پر شود، اشغال می کند و مانع از خوب متراکم شدن خاک می شود.
متداول ترین روش، برای ارزیابی قدرت باربری خاک بستر، مصالح زیر اساس و اساس دانه ای روسازی های راه در برابر راه های ترافیکی و در پی سازی برای بیان کیفیت نسبی خاک زیر پی، آزمایش نسبت باربری کالیفرنیا (CBR) است. CBR خاک ها تابعی از جنس، میزان رطوبت، وزن مخصوص خاک، و نحوه انجام آزمایش است. نتایج آزمایش CBR در این تحقیق نشان داد که اضافه کردن مقدار حداقل پلیمر به نمونه ها (۱%)، باعث ایجاد یک جهش در مقاومت نمونه های تثبیتی نسبت به نمونه های فاقد پلیمر شده است و نیز تغییر درصد پلیمرهای مصرفی در هنگام ساخت نمونه ها، باعث تغییراتی در مقدار روند کسب مقاومت در این نمونه ها شده است. افزایش درصد پلیمرها به مقدار ۳%، باعث جهش خوبی در مقاومت CBR شده است. اما با تغییر درصد پلیمر از ۳ به ۵ درصد، روند رشد در پلیمر پلی وینیل استات، افت قابل ملاحظه ای داشته و در پلیمر متیل متا اکریلات رشد بسیار کند شده است که نشان دهنده وجود یک حد نهایی برای مصرف پلیمر ها می باشد. نتایج مربوط به آزمایش CBR در شکل ۲۶-۲ و ۲۷-۲ نشان داده شده است.
شکل ۲۶-۲ رابطه بین درصد پلیمر پلی وینیل استات افزوده شده و مقاومت CBR نمونه ها در حالت خشک [۳۲]
شکل ۲۷-۲ رابطه بین درصد پلیمر متیل متا اکریلات افزوده شده و مقاومت CBR نمونه ها در حالت خشک [۳۲]
با توجه به اینکه پلیمرهای مصرفی دارای خاصیت اسیدی می باشند، اما به دلیل استفاده درصد های وزنی بسیار پایین نسبت به خاک، با انجام آزمایش تعیین PH می توان نتیجه گرفت که افزودن پلیمر های فوق، موجب تغییر چندانی در PH خاک نمی شوند[۳۲].

شکل ۲۸-۲ اثر پلیمر ها بر PH خاک [۳۲]
۲-۲-۵-۲-تحقیقات انجام شده توسط کاستاز^[۲۴] و همکاران
در تحقیقی که توسط کاستاز و همکاران در سال ۲۰۰۵ انجام گرفته است، به بررسی آزمایشگاهی تزریق دوغاب پلیمری شامل اکریلیک رزین و متیل متا اکریلات در خاک ماسه ای پرداخته شده است. نسبت اختلاط دوغاب و خاک مورد استفاده و نامگذاری آن در جدول ۲-۲ آمده است.
جدول ۲-۲ نسبت اختلاط دوغاب و خاک مورد استفاده در این تحقیق و نامگذاری آن [۳۳]
روند آزمایش­های صورت گرفته برای تزریق مطابق استاندارد ASTM D4320-93 انجام گرفته است. دستگاه آزمایش مطابق شکل ۲۹-۲ شامل موارد زیر است:
مخزن مخلوط کن با یک همزن با سرعت بالا
تلمبه
کمپرسور هوا
ستون تزریق
مجرای تصحیح دوغاب

شکل ۲۹-۲ دستگاه آزمایش دوغاب ماسه [۳۳]
هدف از این آزمایش بررسی تاثیر تزریق بر بهبود خصوصیات خاک های ماسه ای و همچنین ارتباط این بهبود با میزان فاصله از محل عمل تزریق بود. تزریق تحت فشار کم حدود ۱۰۰ کیلوپاسکال انجام شد.
نمونه های تزریق داده شده، به مدت سه روز در قالب نگه داشته شدند تا به مقاومت مورد نظر برسند. سپس از قالب خارج شده و مطابق شکل۳۰-۲ به نمونه هایی با طول ۲۰ سانتیمتر بریده شدند.

شکل ۳۰-۲ نمونه­های تثبیت شده، (a) پس از خارج کردن از قالب، (b) بریدن به قطعه­های ۲۰ سانتیمتری [۳۳]
نتایج آزمایش­ها به شرح ذیل است.
شکل ۳۱-۲ نمودارهای مقادیر مقاومت فشاری نمونه­ها و مدول الاستیسیته آن­ها را برحسب فاصله از محل اعمال تزریق نشان می­دهد.