Using Nanomaterials in Stabilization of Soil for Oil Infrastructures

Dr. Zaid Hameed  Majeed; Eng. Kadhim Jawad  Aubais; Dr. Mohd Raihan  Taha

doi:10.52716/jprs.v10i3.329

المؤلفون

Dr. Zaid Hameed Majeed Department of Civil Engineering, College of Engineering, University of Babylon, Babil, IRAQ
Eng. Kadhim Jawad Aubais Gas Filling Company, Ministry of Oil, Babil, IRAQ
Dr. Mohd Raihan Taha Department of civil and structural engineering, Faculty of Engineering and Built

DOI:

https://doi.org/10.52716/jprs.v10i3.329

الكلمات المفتاحية:

Soil stabilization, Nanomaterials, Maximum dry density, Soft soil, Unconfined compressive strength

الملخص

يواجه تصميم أساسات خزانات التخزين لصناعة النفط مشاكل كبيرة بسبب كثرة الترب الضعيفة والقابلة للانضغاط مما أدى إلى فشل الأساس. في هذا البحث، تم أخذ التربة الناعمة من موقعين و خلطها مع ثلاثة أنواع من الجسيمات النانوية وهي نانو ألومينا (نانو Al₂O₃)، نانو نحاس (نانو CuO)، نانو مغنيسيوم (نانو MgO). أدرجت المواد النانوية في نسبة صغيرة (أقل من 1٪) بالوزن الجاف للتربة. وتضمنت الخصائص الجيوتكنيكية التي تم اختبارها محتوى الماء والكثافة الجافة وقوة الضغط غير المحصورة، ولقد أظهرت النتائج تحسينات ملحوظة في أقصى كثافة جافة وقوة ضغط غير محدودة، ويعتمد مستوى التحسين على نوع المواد النانوية والمحتويات.

تم تحسين خصائص التحمل والصلابة المحسنة باستخدام مادة نانو CuO مقارنة بعينات التربة مع إضافات المواد النانوية الأخرى، مع إضافتها المثلى بنسبة 0.7٪ التي قدمت معدل زيادة 662.7٪ بينما أظهر النانو CuO الأمثل حوالي 1٪ 532٪ معدل زيادة في قوة الضغط للتربة S1. ولوحظ أن أقصى كثافة جافة وقوة انضغاط غير محصورة تعززت بزيادة محتوى الجسيمات النانوية حتى تصل إلى نسبة تقل فيها القوة. كان المحتوى الأمثل للنانو %MgO 0.3 بينما كان المحتوى الأمثل للنانو Al₂O₃ حوالي 0.3 ٪ للتربة S1 وكان حوالي 0.1 ٪ للتربة S2. تسبب وجود المواد النانوية في المحتويات المفرطة في تكتل الجسيمات التي لها تأثيرات سلبية على الخصائص الميكانيكية للتربة. بشكل عام، فإن دمج جزيئات دقيقة مثل الجسيمات النانوية حتى مع كمية منخفضة من شأنه تحسين الخصائص الجيوتكنيكية للتربة مع مراعاة الفوائد البيئية المحتملة ، وتهدف هذه الخلطات المشتركة إلى خفض التكلفة وتصبح بديلاً أكثر استدامة وبيئيًا لتثبيت التربة.