پیش گفتار
تقریبا هیچ کشوری در دنیا نیست که در آن خاک نامناسب وجود نداشته باشد. این خاک نامناسب یا توسط عوامل محیطی و یا به دلیل فعالیت های انسان ایجاد شده اند. علاوه بر آن به دلیل رشد جمعیت در جهان ساخت بر روی خاک های نامناسب و مشکل دار اجتناب ناپذیر است. در کارهای مهندسی بدون انجام عملیات خاکی پیشرفته امکان استفاده از زمین های با تراکم پذیری بالا، خاک های فرسایشی، خاکریزهای با خاک ضعیف، محل هایی که در آن ها زمین لغزش اتفاق افتاده و خاک های بادی امکان پذیر نیست. با توجه به پیشرفته شدن پروژه های مهندسی مانند مسیرهای قطارهای تند رو، احیای زمین در دریاها، گودبرداری های عمیق و حفاری تونل استفاده از روش های مختلف بهسازی خاک ضروری است.
این کتاب ویرایش شده ی مجموعه کتاب های بهسازی خاک Elsevier می باشد. به دلیل پیشرفت هایی که در یک دهه گذشته در روش های بهسازی انجام شده است نسخه ی قبلی این کتاب ویرایش شده است تا علاوه بر مرور و تغییرات بر روی روش های گذشته، روش های جدیدی که به وجود آمده اند به کتاب اضافه شود. جلدهای اول و دوم این مجموعه به بررسی کامل روش های فیزیکی بهسازی زمین می پردازند و این جلد به روش های شیمیایی، حرارتی و الکتریکی برای بهبود خاک اختصاص داده شده است.
پروژه هایی که در این کتاب آورده شده اند به محققین و دانشجویان کمک می کنند تا مفاهیم روش های بهسازی خاک به درستی درک شوند.
مقدمه
مطالب مطرح شده در این کتاب به سه بخش تقسیم می شود:
- مواد افزودنی شیمیایی، تزریق جت و اختلاط عمیق: ۱۲ فصل
- روش های الکتریکی، حرارتی و تکنیک های بر مبنای انفجار: ۶ فصل
- مهندسی زیستی: ۴ فصل
برای نوشتن این کتاب در هر فصل از متخصصینی که بر روی آن موضوع کار کرده اند دعوت شده و از تجربیات و دانش آن ها استفاده شده است. در این کتاب اطلاعات پروژه های انجام شده از آسیا، آمریکا، استرالیا و اروپا آورده شده است. در این کتاب انواع مختلف مصالح زمین مانند لجن، رس نرم، ماسه، ضایعات حفاری و زباله آورده شده است. در هر فصل کتاب اطلاعات بنیادین و اصول روش های مختلف بهسازی به همراه روش های کاربرد، تجهیزات مورد نیاز و مقدار هزینه هر یک بررسی شده است.
فصل اول
در فصل اول به بهسازی خاک با استفاده از ترکیب سیمان یا آهک با خاک برای استفاده در پروژه های راه بر روی زمین نرم آورده شده است. در ابتدای این فصل به بررسی آزمایش های انجام شده برای مطالعات ژئوتکنیکی و مشخص کردن شرایط زیر سطحی پرداخته شده است. سپس به ارزیابی عملکرد از طریق بررسی نشست روسازه و اندازه گیری تغییر شکل ها پرداخته شده است. بعد از آن به بررسی نشست بلند مدت بر اثر بار ترافیکی پرداخته می شود. برای انجام این کار می توان هم از روش های سنتی استفاده کرد و هم از داده های محلی استفاده نمود. در بخش بعدی به پیش بینی هزینه ی مورد نیاز برای اجرا پرداخته شده و مثالی در این بابت آورده شده است.
فصل دوم
فصل دوم به آزمایش شمع های سیمانی در خاک و بررسی آن به روش اجزاء محدود می پردازد. ابتدا روش های انجام آزمایش در محل برای شمع ها آورده شده و در بخش بعدی به بررسی نتایج آن ها پرداخته می شود. در بخش آخر نیز تحلیل اجزاء محدود سه بعدی است.
فصل سوم
در این فصل به پروژه ی مربوط به تونل های زیر آب پرداخته می شود. در ابتدا تحلیل الاستو پلاستیک محیط اطراف تونل انجام شده و پس از آن به بررسی زهکشی و اثرات آن پرداخته شده است.
فصل چهارم
این فصل مربوط به استفاده از جت گروت برای پایدارسازی گودهای عمیق است. در ابتدای این بخش کنترل کیفیت انجام جت گروت توضیح داده شده است. در بخش بعدی به توضیح مشخصات ستون های ایجاد شده توسط تزریق دوغاب پرداخته می شود و در قسمت آخر نیز موارد و مشکلات طراحی و اجرای جت گروت بررسی شده است.
فصل پنجم
فصل پنجم مطالعه ی موردی جت گروت در رس های دریایی است. پس از شرح مختصری در رابطه با جت گروت، مشخصات پروژه بیان شده است و سپس شرایط و لایه بندی خاک توضیح داده شده است. در ادامه آزمایش های مربوط به جت گروت بیان شده است. ابتدا روش ها و تجهیزات مورد نیاز برای آزمایش تزریق دوغاب ذکر شده و سپس به توضیح موارد مختلف مانند جابجایی جانبی، گشتاورهای خمشی، فشار جانبی خاک، تراز آب و شکل جت گروت پرداخته شده است.
فصل ششم
این فصل به بررسی عملکرد زیرسازی راه هایی می پردازد که در محل پایدار شده اند. پس از توضیحات مربوط به پروژه های انجام شده، روش های مختلف آزمایش ارائه شده است و در نهایت به ارائه ی تحقیقاتی که اخیرا بر روی مصالح زیرسازی انجام شده است می پردازد.
فصل هفتم
فصل هفتم در رابطه با مدلسازی عددی جذب سولفات محیط توسط موانع نفوذ پذیر است. از آن جایی که خاک با خاصیت سولفاته در استرالیا آسیب های زیست محیطی فراوانی به همراه دارد، برای کنترل کردن این آسیب ها از موانع نفوذپذیری در خاک استفاده می کنند تا این سولفات ها را به خود جذب کند. در این فصل به توضیح این روش ها و مصالحی که برای انجام این شیوه مورد نیاز است پرداخته می شود.
فصل هشتم
این فصل به بررسی بهبود خواص ژئوتکنیکی در مدفن های بسته شده می پردازد. در این فصل روش های پایدارسازی شیمیایی، برنامه های تجربی، نتایج آزمایشگاهی و بررسی های عددی ارائه شده است.
فصل نهم
فصل نهم مربوط به توضیحات پروژه ی اجرا شده ای با روش اختلاط عمیق می باشد. در این فصل پس از توضیح در مورد کلیت روش و اطلاعات پایه ای آن، روش های مختلف ساخت ارائه می شود.
فصل دهم
توضیحات مربوط به اصلاح خاک با استفاده از مواد افزودنی در این فصل ارائه می شود. پس از ارائه ی توضیحات کلی در ابتدای فصل، ترکیب اختلاط، پایدارسازی با آهک، پایدارسازی با سیمان، پایدار سازی با خاکستر بادی و روش های دیگر مواد افزودنی توضیح داده شده است. برای هر یک از روش ها نسبت اختلاط، کاربردها و یک پروژه ی عملی معرفی گردیده است.
فصل یازدهم
این فصل مربوط به توضیحات اصول اولیه، مشخصات هیدرومکانیکی و روش های مختلف اجرای روش اختلاط عمیق می باشد.
فصل دوازدهم
در این فصل دیوارهای حائل پل ها، مصالح و روش های ساخت مرتبط با آن ها مطرح می شود.
فصل سیزدهم
یکی از روش های بهسازی خاک نرم استفاده از ژئوسنتتیک های الکتریکی است. در این فصل مبانی و روش های بهسازی به این شیوه مطرح شده است.
فصل چهاردهم
پایدارسازی خاک با استفاده از روش الکترو اسمزی قابل اجرا است. در این فصل تاریخچه ی روش الکترو اسمزی پایدارسازی ارائه می شود و سپس به بررسی موارد عملی و اجرا شده توسط این شیوه پرداخته می شود.
فصل پانزدهم
روش دیگری که با استفاده از جریان الکتریکی به پایدارسازی خاک می پردازد روش الکتروکینتیک است. این شیوه برای پایدارسازی رس نرم قابل استفاده بوده و در این فصل به توضیحات این روش و بیان دو مورد عملی پرداخته می شود.
فصل شانزدهم
در فصل شانزدهم بررسی های تجربی و عددی مربوط به شمع های حرارتی ارائه شده است. در این فصل آزمایش های برجا بر روی شمع های حرارتی و مدل های حرارتی- هیدرولیکی- مکانیکی و سپس بررسی های اجزاء محدود ارائه می شود.
فصل هفدهم
این فصل مربوط به تحکیم مکشی و تحکیم مکشی با استفاده از گرما است. در این فصل موارد عمومی، شرایط محیط و تحلیل های انجام شده بر روی این روش ارائه می شود.
فصل هجدهم
یکی از روش های بهسازی خاک استفاده از روش های بر پایه ی انفجار می باشد. در این فصل روش های مختلف انفجاری و مطالعات موردی بررسی می شود.
فصل نوزدهم تا بیست و دوم
این فصل ها روش های زیستی مرتبط با بهسازی را بیان می کنند. این روش ها شامل روش های میکروبی، کاشت گیاه و روش های پایدارسازی مناسب محیط زیست برای شیب ها و خاک های رسی می باشند.
