مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

1-معرفی
در شرق و جنوب چین نهشته های چهارگانه ای مانند رس نرم به وسیعی انباشته شده اند.نهشته های اطراف شهر لیانیونگانگ(LYG) در ایالت جیانگسو به طور کامل با نهشته های رس دریایی نرم انباشته شده در شمال دریای زرد مشترک است(نگاه کنید به شکل 1).شایان ذکر است که رس هایی که در شهر لیانیونگانگ توسط سیر قهقرایی طبیعت در حدود 4800 تا 6000 سال پیش در دریا انباشته شده اند.تقریبا 1000 سال پیش رودخانه باستانی زرد (یا هوانگه) مسیر خود را تغییر داد و وارد دریای زرد در جنوب منطقه لیانیونگانگ شد که مقادیر زیادی رسوب از فلات لوئس در شمال غربی چین را با خود به همراه آورد.این اطلاعات توسط زمین شناسان و و جغرافی دانان تایید شده است.(برای نمونه به xue et al,2003 نگاه کنید).
اخیرا تعداد زیادی سازه مانند بزرگراه ،راه آهن و ساختمان در این منطقه ساخته شده اند و این باعث تشویق تعداد زیادی محقق جهت بررسی رفتار مکانیکی رس دریایی لیانیونگانگ در یک دهه ی اخیر شده است.Liu و همکاران در سال 2008 تعدادی آزمایش نفوذ مخروط فشار(CPTu) در محل انجام دادند و روش های کنونی تعیین پارامترهای خاک با استفاده از CPTu را تایید کردند.Deng(2005) تعدادی آزمایش پره ی در محل انجام داد و نتایج را مقاومت برشی قبل و بعد از دست خوردگی مقایسه کرد.آنها نتیجه گرفتند که مقدار حساسیت خاک در رس دریایی لیانیونگانگ تقریبا 6 تا 8 می باشد.Hong و همکاران در سال 2010 رفتار تراکمی رس دریایی بازسازی شده را در صفحه (1+e) وlog(σ’v) مورد بررسی قرار دادند و نتیجه گرفتند که فشار دستخوردگی طبیعی تابعی از نسبت میزان رطوبت اولیه بر میزان رطوبت (LL) است.اگرچه تعدادی مطالعه روی رس دریایی لیانیونگانگ انجام شده است ولی تا حالا تاثیر شوری آب حفرای مورد بررسی قرار نگرفته است ،اگرچه تشکیل آب حفره ای میتواند برای خطوط ساحلی مختلف متفاوت باشد و متواند با نمک زدایی زمین ها به طور چشم گیری تغغیر کنند.
در واقع خاک های نزدیک دریاها و کارخانه های نمک به ناچار توسط آب تازه دچار خوردگی می شوند و این منجر به نمک زدایی میشود و به نوبه خود رفتار خاک را تغییر می دهد و باعث ضرر رساندن به سازه های بزرگ مانند بزرگراه ها و خاکریزها میشوند.
چندیدن نویسنده گزارش های در مورد تاثیر خیلی زیاد شیمی آب حفره ای بر روی رفتار هیدرو مکانیکی خاک ها ارائه کرده اند.چن و آنادراجاه (1998) و سریهاران و پراکاش (1999) و کایا و همکاران (2006) تاثیر شیمی آب حفره ای را بر روی رسوب گذاری و و دوغاب های با NaCl,CaCl2,AlCl3 و سیالات اورگانیک مورد مطالعه قرار دادند و مشاهده کردند که رفتار رسوب گذاری و حجم نهایی بستگی به والانس یون ،غلظت ، مقدار PH و ثابت عایق سیال بستگی دارد.آنها تلاش کردند که مکانیزم استفاده از پارامترهایی مانند ثابت عایق و پتانسیل زتا را با استفاده بسط تئوری لایه دوگانه توصیف کنند.کایا و فانگ (2000)،سریهاران و همکاران(2002)، دی مایو و همکاران(2004)، گاجو و مینز(2007) و یوکسلن و آکسوی(2008) با استفاده از تئوری لایه دوگانه تاثیر والانس کاتیون،غلظت یون،PH آب حفره ای و رس معدنی را روی حدود اتربرگ(LL ,PL) مورد بررسی قرار دادند.آنها ذکر کردند که وقتی LL رس ها از 110% کمتر می باشد تاثیر نمکی حدود اتربرگ چشمگیر نیست.گاجو و مینز(2007) مشاهده کردند که LL بنتونیت-سدیم ایتالیا ابتدا با افزایش غلظت یون اندکی از 436% تا 500% افزایش می یابد و سپس با افزایش بیشتر غلظت یون به یکباره تا 100% کاهش می یابد(آستانه غلظت یون 0.1 mol/dm3 می باشد).
عبدااله و همکاران(1997)، سریهاران و پراکاش(1999)، اورن و کایا(2003)،دی مایو و همکاران(2004)، عبدااله و همکاران(1997) و گاجو و مینز(2003) تاثیر شوری آب حفره ای را روی رفتار تراکم پذیری و خاک های متراکم شده مورد مطالعه قرار دادند.اورن و کایا (2003) مشاهده کردند که تراکم پذیری رس های تقویت شده با Na+,Ca+2 و محلول Al+3 همگن شده ، با موارد دیگر متفاوت است و نشانه فشردگی به ترتیب زیر است: Al-clay>Ca-clay>Na-clay.عبدااله و همکاران (1997) مشاهده کردند که ،رس به شدت پلاستیک اردن با رس معدنی معمول مانند ایلیت و لایه ترکیب شده ایلیت-سمکتیت تقویت شده با Ca+2 ،K+ و محلول Na+ ، دارای چگالی خشک متفاوت هستند.در همه موارد کاهش شدید در پتانسیل تورم و نسبت ضریب تحکیم ثانویه بر نشانه فشردگی مشاهده شد.گاجوو مینز(2007) تاثیر شیمی آب حفره ای را بر روی مقاومت برشی خاک های دست خورده و متراکم شده مورد بررسی قرار دادند و مشاهده کردند که با آب یون زدایی شده زاویه اصطکاک پسماند دارای کمترین مقدار است و با تغلیظ HCl یا NaOH افزایش می یابد.اسمایلز(2008) تاثیر آب حفره ای را روی هدایت هدرولیکی مورد بررسی قرار داد و رابطه ای بین هدایت هیدرولیکی (ضریب نفوذ پذیری) و پتانسیل شیمیایی آب پیشنهاد کرد.
مطالعاتی که در بالا به آنها اشاره شد با هردونوع خاک دست خورده و خاک متراکم شده یا دوغاب مرتبط می باشد.تعدادی از محققین خاک سفت طبیعی را مورد بررسی قرار دادند.واکیم(2005) نمونه های رس طبیعی را در یک محیط نمکی کنترل شده قرار داد تاثیر شوری را مورد بررسی قرار داد.
دنگ(2011a) آزمایشات ادومتر را با آب یون زدایی شده و آب محل روی رس بوم طبیعی انجام داد. در آزمایش هایش تکمیل جایگزینی آب حفره ای مورد تایید قرار نگرفت و شک برانگیز بود.
طبق اطلاعات نوسنده تا کنون شیمی آب حفره ای برای رس دریایی نرم مورد بررسی قرار نگرفته است.در این مطالعه CPTu در محل و بررسی های گمانه زنی در دو محل انجام شد(سایت 1 و سایت 2در شکل 1).سایت 1 در در یک معدن نمک در 50 متری خط ساحلی دریای زرد قرار دارد و دارای رس با 4.91% شوری آب حفره ای میباشد. سایت 2 در 30 کیلومتری خط ساحلی دریای زرد قرار دارد و دارای رس با 0.56% شوری آب حفره ای میباشد.در آزمایشگاه یک دستگاه ادومتر (تحکیم تک محوری) مخصوص مورد استفاده قرار گرفت که اثر شوری را روی رفتار تغییر حجم رس سایت 1 مورد بررسی قرار می داد.آزمایش هم MIP جهت مشاهدات ریزساختاری مو رد استفاده قرار گرفت.علاوه بر این جهت بررسی های بیشتر تاثیر شیمی آب حفره ای بر روی حدود اتربرگ مورد بررسی قرار گرفت.

بخشی از مقاله انگلیسی:

1. Introduction

In the east and the south of China, quaternary sediments, such as marine soft clays, are widely deposited. These sediments are quite common in the area around Lianyungang city (LYG), Jiangsu Province, in relation to the soft marine clay deposited in the north of the Yellow sea (see Fig. 1). Note that the clays in LYG area were deposited in the sea regression environment from about 4800 to 6000 years ago. Roughly 1000 years ago, the ancient Yellow River (or Huanghe) changed its runway and entered the Yellow Sea in the south of the LYG region, bringing large amount of sediment from the loess plateau in the northwest of China. These works were confirmed by geologists and geographers (see for instance Xue et al., 2003). Recently, many new structures, such as highway, railways and buildings, have been constructed in this region, explaining the particular interest of many researchers for this clay — the mechanical behaviour of the LYG marine clay was intensively studied in the last decades. Liu et al. (2008) conducted a number of in-situ piezo-cone penetration (CPTu) tests and verified the existing methods of determining soil parameters by CPTu. Deng (2005) performed in-situ vane tests and compared the values of shear strength before and after remoulding. They concluded that the sensitivity value of the LYG marine clay is approximately 6–8. Hong et al. (2010) analysed the compression behaviour of the reconstituted LYG marine clay in the plane of log (1 + e) and log σ′v and concluded that the intrinsic remoulding pressure is a function of the ratio of initial water content to liquid limit (LL). Although a number of studies on the LYG marine clay have been conducted, the effect of pore water salinity has not been investigated, even though the pore water composition can be quite different for different coastal lines and can change significantly by land desalination. Indeed, the soil close to the seas or the salterns has been inevitably eroded over time by fresh water, leading to desalination, and in turn changing the soil behaviour and causing hazards to infrastructure such as highways and embankments. Several authors have reported the significant effect of pore-water chemistry on the hydro-mechanical behaviour of soils. Chen and Anadarajah (1998), Sridharan and Prakash (1999) and Kaya et al. (2006) studied the pore water effect on the sedimentation of dispersions and slurries with NaCl, CaCl2, AlCl3 and some organic fluids, and observed that the sedimentation behaviour and the final volume depend on the ion valence, concentration, pH value and dielectric constant of the fluid. They tried to describe the mechanism using parameters such as the dielectric constant and Zeta potential, based on the diffuse double layer theory. Kaya and Fang (2000), Sridharan et al. (2002), Di Maio et al. (2004), Gajo and Maines (2007) and Yukselen-Aksoy et al. (2008) analysed the effects of cation valence, ion concentration, pH of pore water and clay minerals on the Atterberg’s limits (LL and plastic limit: PL) based on the diffuse double layer theory. They noted that when the LL of clays is lower than 110%, the salinity effect on the Atterberg’s limits is not significant. Gajo and Maines (2007) observed that the LL of a Na-bentonite from Italy firstly increases slightly from 436% to about 500% with the increase of ion concentration, then decreases sharply to approximately 100% with further increase of ion concentration, the threshold ion concentration being 0.1 mol/dm3 . Abdullah et al. (1997), Sridharan and Prakash (1999), Ören and Kaya (2003), Di Maio et al. (2004), Abdullah et al. (1997), and Gajo and Maines (2007) studied the pore water salinity effect on the compressibility behaviour of clays and compacted soils. Ören and Kaya (2003) observed that the compressibility of homoionised clays treated with Na+, Ca2+ and Al3+ solutions differs from each other, and the compression index order is: Al-clay N Ca-clay N Na-clay. Abdullah et al. (1997) observed that highly plastic Jordan clays with the major clay minerals as illite and a mixed layer of illite–smectite, treated without or with Ca2+, K+ and Na+ solutions have different maximum dry densities. In all cases, drastic decreases in swelling potential and ratio of the secondary consolidation coefficient to the compression index were identified. Gajo and Maines (2007) studied the pore water chemistry effects on the shear strength of remoulded and compacted soils and observed that with deionised water, the residual friction angle is the smallest; it increases with the concentration of HCl or NaOH. Smiles (2008) analysed the pore water effect on hydraulic conductivity and proposed a relationship between hydraulic conductivity and water chemical potential. The studies mentioned above dealt with either remoulded soils or compacted soils or slurries. Some authors investigated natural stiff soils. Wakim (2005) placed natural clay samples in a controlled salinity environment to study the salinity effect. Deng et al. (2011a) performed oedometer tests on natural Boom Clay with deionised and site waters. In their tests, the completion of the pore water replacement was not veri- fied and was thus uncertain. To the authors’ knowledge, the pore water chemistry effect has not been studied for soft marine clays. In this study, the in situ CPTu and borehole investigation were performed at two sites, i.e. Site 1 and Site 2 (see Fig. 1). Site 1 is located in a saltern 50 m far from the coastline of the Yellow Sea and involves clay at 4.91% pore water salinity. Site 2 is 30 km far from the coastline of the Yellow Sea and involves clay at 0.56% pore water salinity. In the laboratory, a special oedometer was used to study the effect of salinity on the volume change behaviour of the clay from Site 1. The mercury intrusion porosimetry (MIP) was applied for the microstructure observation. Moreover, the effects of pore water chemistry on the Atterberg’s limits were examined for further verification.

مقاله انگلیسی رایگان

ترجمه فارسی رایگان 

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

چکیده
متاکائولین یک ماده پودر شده است که به طور گسترده به‌عنوان ماده افزودنی مؤثر برای تولید بتن با عملکرد بالا (کارایی بالا) از سال 1990 به علت بهره‌وری بالا و قیمت نسبتاً پایین استفاده شد.بااین‌حال متاکائولین به‌ندرت تا حال حاضر برای تثبیت رس دریایی نرم استفاده می‌شد.این مقاله بر روی مقاومت و میکروساختار تثبیت سیمانی رسی دریایی Lianyungang با متاکائولین بحث می‌کند.نتایج نشان می‌دهد که مقاومت فشاری محصور نشده خاک سیمانی حاوی 3%،5% MK حدود 2-3 برابر بیشتر از مواد بدون MK است که MK می‌تواند به‌طور مؤثر باعث بهبود خاصیت خاک سیمانی می‌شود.علاوه بر این مقاومت باوجود MK بعد از 7 روز مدت عمل‌آوری حدود 0.87 برابر 28 روز عمل‌آوری است.درحالی‌که مقدار 0.58 برابر خاک بدون MK است. این نشان می‌دهد که سیمان حاوی MK زودتر به مقاومت کافی با حضور MK می‌رسد.سرانجام تجزیه‌وتحلیل ساختار نشان می‌دهد که MK به‌طور عمده باعث تغییر حجم منافذ بین 0.01 تا 1 میکرومتر می‌شود تولید بیشتر CSH/Aft/ CASH اتصال به دلیل هیدراسیون ثانویه و واکنش پوزولانی است.

2. مواد و روش های انجام آزمایش
2-1 مواد
خاک رس Lianyungang ،یک نوع از رسوبات دریایی است که به‌طور گسترده در مناطق ساحلی شرق چین ، که از محتوای بالا آب،حساسیت بالا در تراکم ،در حالی دارای مقاومت پایین و نفوذپذیری کم است.اطاعات اولیه از نمونه در جدول ا لیست شده است ویژگی با پلاسیته بالارس با طبقه‌بندیUSCS ، CH می‌باشد.خاک رس دریای Lianyungangدارای مواد معدنی که جدول 2 ذکرشده است.که در آن نمونه‌های قبل از بهسازی توسط اتیلن گلیتول و آنالیزی توسط نرم‌افزار Jade انجام‌شده است.توجه داشته باشید که خاک رس دارای بیش از 40% ایلیت اسمکیتت است.جدول 3 اکسیدهای از سیمان پرتلند معمولی (OPC 42.5 R/N)و متاکائولین ارائه‌شده است.توجه داشته باشید که سیمان پرتلند استفاده‌شده در این مطالعه در دستورالعمل سیمان اروپا EN-197-1)) مشخص می‌کند که نسبت مقادیر Cao،Sio2،باید از 2درصد بیشتر شود و همچنین نباید مقدار Mgo نباید از 2% زیاد شده و همه مقدار Sio2وAl2O3 در MK حدود 92% که میانگین اندازه دانه‌ها کمتر از 4 میکرومتر و مساحت سطح ویژه حدود m2/g 10 می‌باشد.

2-2- آماده سازی نمونه ها و آزمایش فشاری محدود نشده
برای آماده کردن نمونه‌ها برای آزمایش ،خاک رس دریایی در دمای C ◦ 30 خشک و تا زمانی که میزان آب مقطر به 70% رسید به خاک خشک آب اضافه کردیم (حدود 2/1Wl محتوای آب طبیعی نمونه یعنی حداقل 5/63 و حداکثر5/71 ).بعد از یک روز عمل‌آوری opc (محتوای سیمان به خاک مرطوب 12%،15%) MK(محتوای MK به خاک مرطوب 0،1،3،5 درصد)برای آماده کردن خاک مخلوط شد.توجه داشته باشید با توجه به مؤثر بودن و اقتصادی بودن MK، محتوای سیمان انتخابی کمتر از پروژه بهسازی بزرگراه (معمولاً بین 12-15 %) توصیه‌شده است. مقدار MK مورداستفاده در بتن معمولاً به نسبت وزنی سیمان به‌کل جرم در محدوده 8-20 درصد است.مخلوط خاک و سیمان MK برای 15 دقیقه انجام شد سپس به یک قالب پلاستیکی باقابلیت جدا شدن درپوش انتقال داده شد که قالب به طول 50 و ارتفاع mm 100بود.به‌منظور بهبود یکنواختی و قابیلت اطمینان از خوب مخلوط شدن،خاک رس به‌وسیله ارتعاش متراکم شد و سه نمونه برای انجام آزمایش سه تکرار در نظر گرفته شد.دانسیته و محتوای نمونه خاک پس از تراکم فوراً اندازه‌گیری شد و در جدول 4 ذکرشده است که در آن مقدار آب در مخلوط سیمان و MKکاهش یافت زیرا این دو ماده باعث افزایش توده جامد می‌شود.بعد از 24 ساعت عمل‌آوری نمونه خاک سیمانی بعد از ریختن در قالب‌های پلی‌اتیلن در دمای ◦c20 نگهداری شد.توجه داشته باشید که این روش عمل‌آوری نمونه برای خاک رس نرم سیمانی توصیه می‌شود بعد از 7 و 28 روز عمل‌آوری نمونه‌ها به انجام آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده برای تعیین مقاومت fcu و Eمدول سکانتی انجام شد. سرعت نیروی برشی 1 میلی‌متر بر دقیقه بود.

بخشی از مقاله انگلیسی:

abstract

Metakaolin, a fine powder material, has been widely used as an effective additive to produce the highperformance concrete since 1990s, for its high efficiency and relatively low price. However, metakaolin has rarely been attempted in admixtures of cement-stabilised soft clays until presently. This paper focuses on the macro-strength and micro-structure development of cement-stabilized Lianyungang marine clay mixed with metakaolin. The results show that the unconfined compression strengths of cemented soils containing 3% and 5% MK are approximately 2.0–3.0 times of that of materials without MK, that is MK can effectively improve the quality of cemented soils. Additionally, the strength with MK after 7 day’s curing periods is approximately 0.87 times of that after 28 day’s, while this ratio is 0.58 for the soils lacking MK, which indicates that the cemented soils containing MK show sufficient earlier strength than those lacking MK. Finally, the microstructure analysis reveals that MK mainly changes the pore volume distribution, which ranges between 0.01 lm and 1 lm, and produces more CSH/Aft/ CASH bonding and fissures due to the secondary hydration and pozzolanic reactions.

2. Materials and testing methods

2.1. Materials

Lianyungang clay, a type of quaternary marine sedimentation, is widely deposited in the eastern coastal areas of China, which is of the high water content, high sensitivity, and high compression while of low strength and low permeability. The basic properties of the selected soil samples are listed in Table 1 and it is characterized as a high plasticity (CH) clay by the USCS (Unified Soils Classification System [2], ASTM D2487-11). The mineral component of the Lianyungang marine clay is listed in Table 2, where the samples were pre-treated by ethylene glycol and the semi-quantitative analysis was carried out by the Jade software. Note that the clay mineral is the main component and the content of the interstratified illite/smectite is over 40%. Table 3 presents the oxides of the ordinary Portland cement (OPC 42.5 R/N) and metakaolin (Metamax from BASF German). Note that the Portland cement used in this study falls well within the guidelines of the European Cement Standard (EN 197-1), which specifies that the ratio of CaO to SiO2 should exceed 2.0 and the MgO content should not exceed 2.0%. The total content of SiO2 and Al2O3 in the MK was approximately 92%, the average particle size was less than 4 lm and the specific surface area was approximately 10 m2 /g.

2.2. Sample preparation and unconfined compression test

To prepare the testing samples, the selected marine clay was first dried at 30 C, and distilled water was then added until the water content arrived at 70% (approximately 1.2 wL, between the sample’s natural water content, i.e. 61.5% and the maximum natural water content of the site, i.e. 75%). After one day of curing, the OPC (mass content of cement to wet soil at 12% and 15%) and MK (mass content of MK to wet soil at 0%, 1%, 3% and 5%) were mixed with the prepared soils. Note that the selected cement content was less than that adopted in most ground improvement projects in Chinese highway engineering (usually ranging from 15% to 20%) [24] considering the effectiveness and economy of MK agent, while the MK content covered the ranges applied in concrete engineering (usually the ratio of cement mass to the total mass of the cement and MK ranges from 8% to 20% [31]). The mixed clay-cement-MK paste was then agitated for 5–10 min and transferred into a plastic mould with detachable covers at both ends, which was of 100 mm in length and 50 mm in diameter. To improve the uniformity and reliability, the soil paste was artificially compacted by vibration, and more than three parallel samples were fabricated for each group to avoid discrete results. The density and moisture content of samples of the soil-cement-MK paste after compaction were measured instantly and listed in Table 4, where the water content decreased with cement and MK content because these above two materials increased the solid mass. After the first 24 h of curing, the cemented soil samples were removed from the moulds, wrapped in polythene bags and stored in a standard chamber at 95% humidity and 20 ± 2 C. Note that this sample preparation procedure is widely recommended for the cemented soft clay [25,13,14,19]. After 7 and 28 days of curing, the samples were removed to perform the uncon- fined compression test (i.e., UCT) to determine their strength (fcu) and secant modulus (E50). The shearing rate was defined at 1 mm/min in this study.

استفاده از بنتونیت ایران (منطقه بیرجند) برای حذف کادمیوم از محلول های آبی

Using Iranian Bentonite (Birjand Area) to Remove Cadmium from Aqueous Solutions

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب)

F1941

اثر زمان تماس روی جذب کادمیم (II) بر روی بنتونیت با استفاده از غلظت Cd ثابت 1000 میلی گرم / لیتر و اندازه ذرات بنتونیت 150- میکرومتر، در دمای اتاق (شکل تکمیلی 5) مورد بررسی قرار گرفت. دفعات مختلف تماس از 15-180 دقیقه برای جذب کادمیم (II) بر روی بنتونیت مورد مطالعه قرار گرفت. راندمان جذب از 33 تا 53% بهبود یافت، هنگامی که زمان تماس از 15 تا 30 دقیقه افزایش یافت. پس از 30 دقیقه از زمان تماس، تفاوت قابل توجهی در بازده جذب وجود نداشت. بنابراین، زمان تماس 30 دقیقه برای حداکثر جذب مناسب بود و در تمام آزمایش های بعدی مورد استفاده قرار گرفت. به نظر می رسد که این پدیده توسط انتشار کادمیم از سایت های سطح به لایه بین دو لایه از جامد (Chaari و همکاران. 2008) کنترل می شود. جذب سریع کادمیم (II) بر روی بنتونیت نشان می دهد که جذب کادمیم (II) عمدتا جذب شیمیایی است. به نظر می رسد که، یون های کادمیم (II) به سرعت با بار منفی دائمی مانند گروه های سیلانول و aluminol در لبه های سطح بنتونیت (Xu و همکاران. 2008) تعامل پیدا می کند.
اثر اندازه ذرات بر روی کادمیوم جذب
اندازه ذرات دارای یک اثر مهم در جذب کادمیم است؛ هرقدر اندازه ذرات ریزتر باشد، مساحت سطح هندسی بیشتر و درجه تماس بین یون های کادمیم و بنتونیت بیشتر است. جدول تکمیلی 2 نشان می دهد که کاهش اندازه ذرات بنتونیت از 600- تا 150- میکرومتر، جذب یون های کادمیم را افزایش می دهد. این را می توان به افزایش تماس با سطح ذرات بنتونیت نسبت داد. از سوی دیگر، هنگامی که اندازه ذرات بنتونیت کاهش می یابد، تعداد سایت های فعال و برخورد موثر افزایش می یابد. هنگامی که اندازه ذرات در محدوده 600- تا 450 میکرومتر باشد، جذب کادمیم پایین ترین ، 30.1 درصد است. به نظر می رسد که افزایش در اندازه ذرات بنتونیت باعث تعامل موثر بین یون های کادمیم و کاهش ذرات بنتونیت می شود. بنابراین، اندازه ذرات در -150 میکرومتر برای آزمایش جذب (جدول تکمیلی 2) انتخاب شد.
اثر سرعت هم زدن در جذب کادمیوم
آزمایشاتی برای برای تعیین اثر سرعت هم زدن با استفاده از نسبت جامد به مایع 50.00 (گرم / لیتر) در 25 درجه سانتیگراد انجام شدند. جذب کادمیم بر روی بنتونیت (شکل تکمیلی 6) در سرعت هم زدن 500 دور در دقیقه ، در 53٪ به اوج خود رسید و سپس در سرعت هم زدن 600 دور در دقیقه کاهش یافت. افزایش سرعت هم زدن بیش از 600 دور در دقیقه روی جذب یون های کادمیم تاثیر نمی گذارد چرا که تعلیق کافی ذرات جامد در محلول و همچنین یک توزیع مناسب از یون های کادمیم در حلال وجود دارد.

اثر غلظت اولیه کادمیم (II) بر حذف کادمیم
جذب کادمیم بر روی بنتونیت در غلظت های مختلف اولیه از کادمیم های مختلف از 50 تا 2000 میلی گرم / لیتر در نسبت جرم بنتونیت به مایع (M / V) از 50 گرم / لیتر و اندازه ذرات از 150- میکرومتر / لیتر مورد بررسی قرار گرفت (شکل تکمیلی 7). درصد حذف کادمیم با غلظت کادمیم اولیه کاهش می یابد. این نشان می دهد که جذب کادمیم به سایت های جذب بنتونیت فعال محدود می شود.
اثر pH بر جذب کادمیم
تاثیر pH در دمای محیط و یک نسبت جامد به مایع 50.00 (گرم / لیتر)، روی محدوده pH در گستره 1.10-7.60 مورد بررسی قرار گرفت. این pH برابر با اضافه کردن 0.1 M هیدروکلراید و 0.1 M تنظیم شد. محققان قبلی، مانند Huang و همکاران. (2011) و Zhao و همکاران. (2011)، افزایش سریع در جذب با PH 3 و پس از آن افزایش متوسط در جذب با pH 7 را مشاهده نمودند. شکل تکمیلی. 8 نشان می دهد که درصد جذب از pH 1.10 تا 2.70 افزایش می یابد، در حالی که جذب کادمیم (II) بر روی بنتونیت از pH 2.7 تا 7.6 تقریبا ثابت بود و تنها 7٪ افزایش داشت. یون کادمیم در محلول، کادمیم (II) و کادمیم به صورت Cd(OH)2. رسوب نیافت. جذب کادمیم در یک pH کمتر از 2.7 جلوگیری می شود، زیرا یون های با جذب کادمیم بر روی سایت های بنتونیت فعال به رقابت می پردازند. افزایش pH موجب افزایش تفکیک گروه های عاملی مانند Si–OH و Al–OH می شود که جذب کادمیم را افزایش می دهد.
مدل های خط همدمای جذب
ظرفیت جذب، خواص سطح، مکانیسم جذب و میل جاذب با استفاده از غلظت تعادلی جاذب محلول (یون کادمیم)، مقدار بنتونیت، و جاذب در بنتونیت مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه، چهار مدل خط همدمای مختلف (برای سطوح چند لایه و جذب تنها لایه) مورد بررسی قرار گرفت.

خط همدمای Langmuir
فرم خطی از مدل Langmuir فرض می کند که جذب بر روی (یکنواخت) سطح همگن با تعداد محدود از سایت های جذب، و یک فرآیند جذب تک لایه رخ می دهد. این مدل فرض می کند که مولکول های جذبی با سایت های فعال در سطح بنتونیت که دارای انرژی یکسان هستند تداخل پیدا می کنند. مدل همدمای Langmuir توسط معادله (2) نشان داده است.
که در آن qe (میلی گرم / گرم)، مقدار کادمیم جذب شده در هر واحد وزن بنتونیت و (میلی گرم / لیتر)، غلظت Cd در حلال در تعادل (پس از جذب) است. b، ثابت Langmuir است که انرژی آزاد جذب را نشان می دهد؛ b به انرژی اتصال سایت فعال بنتونیت مربوط می شود. Q0 حداکثر ظرفیت جذبی تک لایه است (Chingombe و همکاران 2006؛ Foo و Hameed 2010؛ Tan و Xiao 2009). شکل a1 نشان دهنده نمودار Langmuir خطی با ضریب همبستگی با مقدار 0.980 است. مقادیر ثوابت b Langmuir و (میلی گرم / گرم) در جدول 2 ذکر شده است. این داده ها نشان می دهد که حداکثر ظرفیت جذب (13. 350 میلی گرم / گرم) از بنتونیت اصلاح نشده در ایران (از منطقه بیرجند) با توجه به مدل Langmuir، قابل توجه است.
این معادله نشان می دهد که SD فرآیند جذب برابر با مجموع مربعات تفاوت ها بین داده های جذب تجربی و داده های به دست آمده از مدل های جذب ، با هر تفاوت مربع شده تقسیم بر داده های به دست آمده از مدل است. در این رابطه، n تعداد نقاط داده است. اگر داده های به دست آمده از این مدل شبیه به داده های تجربی باشد، SD عدد کوچکی خواهد بود، اما اگر SD نزدیک به 1 باشد، این عدد بزرگ خواهد بود و بدان معنی است که داده ها برای مدل آزمایشی از داده های تجربی متفاوت است.
خط همدمای Freundlich
مدل همدمای جذب Freundlich، فرآیندهای جذب غیر ایده آل، جذب چند لایه و جذب در سطوح ناهمگن را توصیف می کند و فرض می کند که فرآیند جذب برگشت پذیر است. معادله (5) نشان دهنده مدل خط همدمای جذب Freundlich (Crini و همکاران. 2007) است.

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

1-مقدمه
خاک های تحتانی بانکوک یکی از رایج ترین خاک های رسوبی بوده و در گذشته توسط محققان و دانشجویان در موسسه فناوری اسیا تحت نظارت چهار دانشمند مورد بررسی قرار گرفته اند این چهار دانشمند شامل افراد زیر هستند(Chaudhry, 1975; Li, 1975; Hwang, 1975; Ahmed, 1976; Hassan, 1976; Kim, 1990; Gurung, 1992). کار های آزمایشی بر روی تست های سه محوری تحکیم یافته ناهمسان گرد و همسان گرد در دو حالت فشار و کشش صورت گرفته است. از این نتایج عمدتا برای تایید نظریات حالت بحرانی که برای رس های طبیعی و فوق تحکیم یافته توسعه یافته است استفاده می شود((Balasubramaniam and Chaudhry, 1978; Balasubramaniam et al., 1978, 1992; Balasubramaniam and Hwang, 1980). به علاوه، تست های میدانی تمام مقیاس بر روی خاکریز ها و خاک برداری ها با استافده از برنامه عنصر محدود CRISP مدل سازی شدند. سپس نرم افزار های کار بر دوست نظیرPLAXIS برای استفاده عملی به جای CRISP مناسب تر قلمداد شد. در رساله دکتری نوشته شده توسط سوراک 2010، مدل های خاکی مورد استفاده در PLAXIS نظیر مدل موهر-کولمب، مدل خاک سخت شونده و مدل خاک سخت شونده با رفتار های کرنشی کوچک به طور مفصل برای آگاهی از کاربرد آن ها در طراحی و عملکرد کار های حفر تونل و خاک برداری در پروژه MRT بانکوک بررسی شده است این مقاله به بررسی مطالعات انجام شده بر روی پارامتر های سفتی و مقاومت مدل خاک سخت شونده می پردازد.

2-شرایط خاک تحتانی بانکوک
بانکوک در دشت سیلابی و دلتای رودخانه چائو فاریا قرار گرفته است. به شکل 1 مراجعه شود. رسوبات کواترنر دشت مرکزی بیانگر یک توالی پیچیده از رسوبات ابرفتی، کوهرفتی و دلتایی است. چینه شناسی کواتر نر متشکل از هشت ابخوان است: Bangkok (BK), Phrapadang (PD), Nakornluang (NL), Nonthaburi (NB), Sam Khok (SK), Phaya Thai (PT), Thonburi (TB) و Pak Nam (PN). آن ها از یک دیگر با لایه های ضخیم رس یا رسی شنی جدا می شوند . عمق سنگ بستر هنوز مشخص نیست ولی سطح آن در بانکوک بین 400 تا 1800 متر متغیر است. پمپاژ آب از آبخوان ها در طی 50 سال اخیر موجب کاهش ارتفاع پیزومتریک در لایه های رسی نرم و بسیار قابل تراکم شده اند. تحلیل دقیق بر روی اثرات فرونشینی خاک بانکوک ناشی از پمپاژ آب از پاه و طرح های بهبود زمین اخیرا توسط Shibuya et al. (2003) and Balasubramaniam et al. (2005) گزارش شده است.
بر اساس مطالعات ازمایشگاهی و میدانی گسترده انجام شده در گذشته توسط محققان مختلف(Brand and Balasubramaniam, 1976; AIT, 1981; Shibuya et al., 2003; Balasubramaniam et al., 2009) توصیفات زیر را می توان برای رس های نرم و سفت بانکوگ ارایه داد
1- پوسته هوازده و سطحی: بالاترین لایه یک ماده پر کننده نظیر رس سیلتی متراکم یا بسیار شل و پوسته هوازده است که دارای رنک روشن تا مایل به زرد است. ضخامت متوسط آن خدود 2 تا 5 متر است و میزان SPT N از 2 تا 21 متغیر است. مقدار آّب 10–35% است. سفره اب زیر زمینی در این لایه است.

بخشی از مقاله انگلیسی:

1. Introduction

Bangkok subsoils are one of the most well-known sedimentary soils and have been studied extensively in the past by many research students at the Asian Institute of Technology under the supervision of the fourth author (see Chaudhry, 1975; Li, 1975; Hwang, 1975; Ahmed, 1976; Hassan, 1976; Kim, 1990; Gurung, 1992). The experimental work was on isotropically and anisotropically consolidated triaxial tests both in compression and in extension. The results were primarily used to verify the critical state theories as developed for normally and overconsolidated clays (Balasubramaniam and Chaudhry, 1978; Balasubramaniam et al., 1978, 1992; Balasubramaniam and Hwang, 1980). Additionally, full scale field tests on embankments and excavations were modelled using CRISP finite element programme. Subsequently user friendly computer software such as PLAXIS was found to be more versatile for using in practice than the CRISP. In a doctoral thesis by Surarak (2010), soil models used in PLAXIS such as the Mohr– Coulomb Model, the Hardening Soil Model, and the Hardening Soil Model with Small Strain Behaviour were studied in great detail to have better knowledge on their practical applications such as in the design and performance of deep excavations and tunnelling works in Bangkok MRT project. This paper presents only the work on stiffness and strength parameters for the Hardening Soil Model.

2. Bangkok sub-soil conditions

Bangkok is situated on the flood plain and delta of the Chao Phraya River, which traverses the Lower Central Plain of Thailand (Fig. 1). The Quaternary deposits of the Lower Central Plain represent a complex sequence of alluvial, fluvial and deltaic sediments. The Quaternary stratigraphy consists of eight aquifers: Bangkok (BK), Phrapadang (PD), Nakornluang (NL), Nonthaburi (NB), Sam Khok (SK), Phaya Thai (PT), Thonburi (TB) and Pak Nam (PN) aquifers. They are separated from each other by thick layers of clay or sandy clay. The depth of the bedrock is still undetermined, but its level in the Bangkok area is known to vary between 400 m to 1,800 m depth. Deep well pumping from the aquifers over the last fifty years or so has caused substantial piezometric draw down in the upper soft and highly compressible clay layer (Fig. 2). Detailed analyses on the effects of Bangkok land subsidence, induced by deep-well pumping on geo-hazard (flooding), and the ground improvement scheme, are recently reported by Shibuya et al. (2003) and Balasubramaniam et al. (2005). Based on extensive field and laboratory studies carried out in the past by numerous researchers (see Brand and Balasubramaniam, 1976; AIT, 1981; Shibuya et al., 2003; Balasubramaniam et al., 2009) the following (1) Weathered Crust (WC) and Backfill—The uppermost layer is the fill material (very loose to medium dense silty sand) and weathered crust (medium to stiff silty clay), which is light to yellowish grey in colour. The average thickness is about 2–5 m in most areas, with the SPT N-value ranging from 2 to 21. The water content is 10–35%. The groundwater table is found to be within this layer.

مقاله انگلیسی رایگان

ترجمه فارسی رایگان 

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

چکیده :
مقاله حاضر ،نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل المان محدود سه بعدی ازپی سطلی که به طور طبیعی خاک رس یکنواخت ،تحت شرایط زهکشی نشده تحکیم شده است را ارائه میکند. پاسخ تنش- کرنش از خاک رس با استفاده از معیارTresca شبیه سازی شده است. . ظرفیت باربری عمدتا وابسته به نسبت ابعاد شالوده سطلی محاسبه و یافت می شود. بر اساس نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل، معادلات جدیدی برای محاسبه ظرفیت باربری عمودی و افقی پیشنهاد شد.
در معادلات پیشنهادی، ظرفیت عمودی شامل مقاومت باربری نهایی و مقاومت در برابر اصطکاک پوست ، در حالی که ظرفیت افقی شامل مقاومت نرمال، مقاومت برشی محوری، و مقاومت برشی شالوده است. مقایسه نتایج عددی نشان می دهد که معادلات ارائه شده ی ظرفیت های پی سطلی در خاک رس یکنواخت یا غیریکنواخت به درستی پیش بینی شده است.
1.مقدمه :
شالوده سطلی یک پی سطحی دایره ای با محیط اطراف دامنه است. پی سطلی شده به طور گسترده درامکانات دریایی استفاده میشود، از جمله سکوها، توربین های بادی، برای سازه های ژاکتی (Tjelta و Haaland، 1993؛ Bransby
و رندولف، 1998؛ Houlsby etal.، 2005؛ لوقا etal.، 2005) .
دامنه های یک پی سطلی برای اولین بار به بستر اقیانوسها توسط وزن خود نفوذ کرده است . علاوه بر نفوذ بدست آمده
توسط پمپاژ آب از شالوده سطلی ، مکش فشار در داخل آن را ایجاد میکند. هنگامی که صفحه- بالا از اعضای سطل در می آید نفوذ متوقف میشود که در ارتباط با بستر دریا و فشار مکش خاک مسدود شده در دامنه محدود میشود .
مطالعات متعددی بر روی پی سطلی در خاک رس انجام شده بوده اند .در مطالعات عددی قبلی فرض شده است که هر دو بنیان یک پی نواری محدود شده در المان محدود (FE) دو بعدی (2D) تجزیه و تحلیل شده بود (Bransby و راندولف، 1998، 1999؛
یون و Bransby، 2007a، ب. Gourvenec، 2008؛ Bransby و یون،2009) و یا سطح معادل شالوده مدور سه بعدی(3D) FE با مدل سازی جایگزینی از پی تجزیه و تحلیل میشود . (Taani و کریگ، 1995؛ Bransby و راندولف،1998).
چند مطالعات عددی 3D FE برای تجزیه و تحلیل برای توربین های بادی (ژانگ و لیو، 2010)، و
موارد لنگر مکش (Sukumaran و همکاران، 1999؛. منجمی و رازک، 2009) بر روی پی سطلی انجام شده است .ظرفیت باربری پی سطلی به طور قابل توجهی توسط عمق جایگزینی دامنه برای شکل 3D تحت تاثیر قرارمی گیرد .
جایگزینی عمیق تر شالوده سطلی ،ظرفیت عمودی و افقی بیشتری را نسبت به بسیج اصطکاک جانبی و مقاومت جانبی در امتداد دامنه را باعث میشود .
هندسه یک شالوده 3Dباید با در نظر گرفتن اثر شکل و تعامل خاک-سطلی مدلسازی شده. علاوه بر این، معادلات طراحی قبلی بر اساس نتایج عددی که دارای محدودیت های فوق الذکر است توسعه یافته اند بنابراین، توسعه معادلات طراحی بر اساس نتایج عددی دقیق، که بر روی تعاملات 3D خاک-ساختار وشکل دقیق شالوده سطلی درنظر گرفته میشود لازم است.
در مطالعه حاضر، مجموعه ای از تجزیه و تحلیل 3DFE به منظور بررسی اثر نسبت ابعاد شالوده سطلی نرم،
L / D، که در آن L طول دامنه و D قطر شالوده است، بر روی ظرفیت باربری سطلی پی برای توربین های بادی عمودی (V0) و افقی (H0) انجام شد . نسبت L / D معمولا کمتر از1 است، همانطور که در شکل 1نشان داده شده است. به طور معمول شرایط خاک
رس یکنواخت ،تحکیم یافته در نظر گرفته شد .حال، بارگذاری عمودی و افقی اعمال شده و اثر نسبت L / D بر روی
ظرفیت با دقت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. سوالات طراحی ساده بوده اند که بر اساس نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل ارزیابی ظرفیت های عمودی و افقی توسعه یافته اند.

بخشی از مقاله انگلیسی:

Abstract

The present paper presents the results of three-dimensional finite element analyses of bucket foundations in normally consolidated uniform clay under undrained conditions. The stress–strain response of clay was simulated using the Tresca criterion. The bearing capacities were calculated and found to be largely dependent on the aspect ratio of the bucket foundation. Based on the results of the analyses, new equations were proposed for calculating vertical and horizontal bearing capacities. In the proposed equations, the vertical capacity consisted of an end-bearing resistance and a skin friction resistance, whereas the horizontal capacity consisted of a normal resistance, a radial shear resistance, and a base shear resistance. Comparison of the numerical results showed that the proposed equations properly predicted the capacities of the bucket foundations in uniform or non-uniform clays.

1. Introduction

A bucket foundation is a circular surface foundation with thin skirts around the circumference. Bucket foundations have been used extensively in offshore facilities, such as platforms, wind turbines, or jacket structures (Tjelta and Haaland, 1993; Bransby and Randolph, 1998; Houlsby et al., 2005; Luke et al., 2005). The skirt of a bucket foundation is first penetrated into the seabed by a self-weight. Further penetration is achieved by pumping water out of the bucket foundation, creating a suction pressure inside it. Penetration stops when the top-plate of the bucket comes in contact with the seabed, and the suction pressure confines a plugged soil within the skirt. Several studies on bucket foundations in clay have been conducted. Previous numerical studies assumed that the foundation was either a skirted strip foundation in two-dimensional (2D) finite element (FE) analyses (Bransby and Randolph, 1998, 1999; Yun and Bransby, 2007a,b; Gourvenec, 2008; Bransby and Yun, 2009) or an equivalent surface circular foundation in threedimensional (3D) FE analyses without modeling the embedment of the foundation (Tani and Craig, 1995; Bransby and Randolph, 1998). A few numerical studies have performed 3D FE analyses on bucket foundations for wind turbines (Zhan and Liu, 2010), and suction anchor cases (Sukumaran et al., 1999; Monajemi and Razak, 2009). The bearing capacity of the bucket foundation is significantly affected by the skirt embedment depth or 3D shape. Deeper embedment of the bucket foundation induces more vertical and horizontal capacities attributable to the mobilization of the side friction and the lateral resistance along the skirt. A 3D geometry of the foundation should be modeled to consider the shape effect and the soil–bucket interaction. In addition, previous design equations have been developed based on numerical results, which have the aforementioned limitations. Therefore, the development of design equations based on accurate numerical results, which consider 3D soil-structure interactions and the exact shape of the bucket foundation is necessary. In the present study, a series of 3D FE analyses were performed to evaluate the effect of the aspect ratios of the bucket foundation, L/D, where L is the skirt length and D is foundation diameter, on the vertical (V0) and horizontal (H0) bearing capacities of bucket foundations for wind turbines. The L/D ratio is usually less than 1.0, as shown in Fig. 1. The soil condition was assumed to be normally consolidated uniform clay. The vertical and the horizontal loadings were applied, and the effect of the L/D ratio on the capacity was carefully analyzed. Simple design equations were developed based on the results of the analyses to evaluate vertical and horizontal capacities.

مقاله انگلیسی رایگان

ترجمه فارسی رایگان 

بخشی از مقاله انگلیسی:

Abstract

Geotechnical works in deep deposit of highly compressible soft clay is always associated with excessive differential settlement. The site evaluation and settlement analysis had been performed on five cylindrical steel tanks situated at Pasir Gudang, Johor in which all of the tanks are currently in service for fuel oil storage. This paper will describes the methodology of geotechnical study and engineering analysis for constructing large scale steel tanks founded on piled raft over compressible soil layers. Discussion on the design method, engineering consideration and hydrostatic test of the cylindrical steel tanks were presented in subsequent sections. Hydrostatic test was conducted to verify the foundation adequacy of the steel tanks constructed on piled raft foundation and to minimize the post construction settlement of the tank to an acceptable limit. Hydrostatic test was carried out by gradually fill up the tank with water until full load, retain for few days and gradually empty the tank. The hydrostatic test data was used to assess the magnitude of displacement (settlement and heave) of the tanks. Forward analyses which predict the magnitude and pattern of settlement were also presented. The estimated and measured settlement had been compared, in which analysis by using all three methods gave good settlement prediction to the actual value. The controlling factors which contribute to various displacement profiles of the tanks, namely subsoil profile, pile termination condition and sea water tide were also discussed.

Keywords – piled raft; soil; heave; settlement; cylindrical tank I.

INTRODUCTION

The construction of large scale steel tanks over soft ground will be made feasible with advanced geotechnical knowledge and good engineering judgment. This paper describes the performance of five tanks, by assessing the predicted settlement by using SAFE software and 2V:1H stress distribution method in comparison with the measured settlement at site. The details of 5 steel tanks, i.e. pile number, type of pile used, tanks dimension and total weight with water are as tabulated in Table 1. Meanwhile, the tanks layout is as shown in Figure 1.

II. OBJECTIVES OF STUDY

The objectives of this paper are to achieve the followings: 1) To conclude which method that predicts the magnitude of displacement closer to the actual value. 2) To study the factors which influence the tanks displacement (settlement and heave) pattern.

III. METHODOLOGY

1) Interpretation of subsurface investigation results 2) Data collection of settlement / heave monitoring results 3) Interpretation of the monitoring results 4) Carry out analyses to predict magnitude of settlement and compare with measured settlement at site 5) Carry out parametric study to check which parameters is sensitive to the results 6) Study the influence of subsoil profile on settlement pattern 7) Study the influence of pile termination condition on settlement pattern 8) Study the effect of pile length on settlement pattern 9) Study the influence of sea water tide on heave / settlement pattern

تثبیت خاک های انبساطی برای استفاده در ساخت و ساز

Stabilization of expansive soils for use in construction

Abstract

Expansive clay soils are extensively distributed worldwide, and are a source of great damage to infrastructure and buildings. These soils can cause heavy economic losses, as well as being a source of risk to the population. This article presents an experimental study in the stabilization of an expansive soil, consisting of the reduction of its swelling capacity and the improvement of its mechanical capacities by the addition of by-products and waste materials of industrial origin. This achieves the double objective of reducing the problems of this type of soil, and also of providing a use for the additives, thus eliminating the economic and environmental cost involved in managing them. From the point of view of expansivity, it was possible to reduce it to levels well below what Spanish legislation contemplates for expansive soils. As to the improved mechanical capacities of the soil, all treatments tested offered improvements of between two and four times the compressive strength of the untreated soil. Of the waste materials, the most notable is the behavior of Rice Husk Fly Ash, highly effective in stabilizing soil from the two aspects considered in this experiment.

1 Introduction

“Expansive soils” are those which experience great changes in volume when their water content varies. These types of soil are widely distributed throughout the world (Huang and Wu, 2007; Sabtan, 2005), although they are especially abundant in arid zones, where conditions are suitable for the formation of clayey minerals of the smectite group such as montmorillonite or some types of illites (Avsar et al., 2009; Nowamooz and Masrouri, 2008; Sabtan, 2005). These clays are characterized by having a very small particle size, a large specific surface area and a high Cation Exchange Capacity (CEC) (Fityus and Buzzi, 2009; Nalbantoglu, 2004; Nalbantoglu and Gucbilmez, 2001). The swelling of this type of clay is related to three types of factors: geology, the engineering factors of the soil, and local environmental conditions. Geology primarily determines the presence in the soil of these types of expansive clay minerals. Among the engineering factors included are the soil moisture content, plasticity and dry density. The most important local environmental conditions to consider are the amount of the clay fraction in the soil, its initial moisture conditions, and confining pressure (Sabtan, 2005). Volume changes of these types of soil are a major cause of natural disasters, since they cause extensive damage to the structures and infrastructure on top of them (Assadi and Shahaboddin, 2009; Avsar et al., 2009; Chen et al., 2007; Ferber et al., 2009; Huang and Wu, 2007). This has even led some authors to refer to them as “calamitous soils” (Chen et al., 2007).

The stabilization of expansive soils by the use of additives such as lime, fly ash or cement is well documented (Du et al., 1999; Nalbantoglu, 2004; Nalbantoglu and Gucbilmez, 2001; Rao et al., 2001; Yong and Ouhadi, 2007) and has traditionally concentrated on the elimination of the expansive power of the soil. In this type of soil, additives with calcium oxide produce the flocculation of the layers of clay by the substitution of the monovalent ions by the Ca2+ ions. This balances the electrostatic charges of the layers of clay and reduces the electrochemical forces of repulsion between them. The adhesion of the particles of clay into flocs then occurs, giving rise to a soil with improved engineering properties: a more granular structure, lower plasticity, greater permeability and above all lower expansivity (Du et al., 1999; Kinuthia et al., 1999; Langroudi and Yasrobi, 2009; Lin et al., 2007; Nalbantoglu, 2004; Nalbantoglu and Gucbilmez, 2001; Rao et al., 2001; Yong and Ouhadi, 2007). In addition, the presence of the OH- ions produces an increase of the soil pH up to values of approximately 12.4. In these conditions, pozzolanic reactions take place, when the Si and the Al which form part of the sheets of the clay dissolve and combine with the available Ca2+ giving rise to cementing compounds such as Calcium Silicate Hydrates (CSH) and Calcium Aluminate Hydrates (CAH) (Chen and Lin, 2009; Guney et al., 2007; Nalbantoglu, 2004; Yong and Ouhadi, 2007). These compounds are responsible for improving the mechanical properties of the soil, as well as helping to reduce its expansivity by their cementing action. This article discusses the experimental results of the improvement of the properties of an expansive soil when it is treated with different additives. Thus, the stabilization of expansive soils has been considered from the standpoint of eliminating their capacity for swelling or shrinkage, and also from the standpoint of improving those of their mechanical properties which are of interest in civil engineering. This experiment has been based on civil engineering tests with a view to the use of these types of soil as a building material, and of the prevention of natural disasters related to their capacity for swelling or shrinkage. In the following sections of this paper we present an experimental study carried out with a highly expansive clay which was submitted to anti-expansive treatment by adding different additives. Having analyzed the reduction of the swelling capacity of the soil, a second treatment was performed in order to establish the improvement of the bearing capacity of the soil and its evolution over time due to the development of pozzolanic reactions.