عنوان

تثبیت ماسه به روش رسوب میکروبی کربنات کلسیم و روش‌های شیمیایی,‮‭Sand Stabilization using Microbial Induced Calcium Carbonate Precipitation Method and Chemical Methods‬

شماره

‭۲۰۴۴۸پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

تثبیت ماسه به روش رسوب میکروبی کربنات کلسیم و روش‌های شیمیایی

عنوان اصلي به زبان ديگر

‮‭Sand Stabilization using Microbial Induced Calcium Carbonate Precipitation Method and Chemical Methods‬

نام نخستين پديدآور

/احمد فهمی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: فنی و مهندسی عمران

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ‮‭۱۳۹۷‬

نام توليد کننده

، افشاری

نام خاص و کميت اثر

‮‭۳۰۶‬ص‬

متن يادداشت

چاپی - الکترونیکی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

ژئوتکنیک

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۷/۱۱/۱۳‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

فرسایش بادی یکی از مهم‌ترین تهدیدهای طبیعی در مناطق خشک و نیمه‌خشک کشورمان محسوب می‌شود .حاشیه دریاچه ارومیه یکی از این مناطقی است که بحرانی زیست‌محیطی در آن در حال شکل گرفتن است .در این ناحیه، بخصوص منطقه جبل کندی در حاشیه شمال غربی دریاچه، تپه‌های ماسه‌ای شکل‌گرفته و روند بیابان‌زایی و پیشروی ماسه روان به سمت روستاها در حال وقوع است .یکی از روشهای تثبیت و بهسازی خاک که می‌توان برای تثبیت ماسه‌های روان از آن بهره برد روش رسوب میکروبی کربنات کلسیم ‮‭(Microbial Induced Calcite Precipitation)‬ نام دارد .این روش در دهه‌های اخیر با ادغام چند رشته از قبیل عمران، بیوشیمی و میکروبیولوژی ایجاد شده است .در این تحقیق امکان تثبیت سطحی و عمقی نمونه‌های ماسه تهیه‌شده از تپه‌های ماسه‌ای کربناته منطقه جبل کندی و همچنین نمونه‌های ماسه سیلیسی ریزدانه فیروزکوه به روش ‮‭MICP‬ مورد ارزیابی قرار گرفت .برای بهسازی ماسه از محلول میکروبی تهیه شده از محیط کشت ارزان‌قیمت عصاره خیسانده ذرت استفاده شده و تأثیر فاکتورهای غلظت عصاره، ‮‭pH‬ و زمان انکوباسیون در دانسیته اپتیکی و فعالیت اوره آز محلول باکتری مورد ارزیابی قرار گرفت .در این تحقیق در بهسازی ماسه به روش‮‭MICP‬ ، برای اولین بار با استفاده از محلول میکروبی حاوی اوره هیدرولیز شده و مقادیر کم غلظت محلول سمنتاسیون، مدول فرسایش بادی ماسه بهسازی شده به صفر کاهش پیدا نمود .نتایج نشان داد که با افزودن اوره ‮‭۲‬ به محیط کشت و تولید محلول میکروبی حاوی اوره هیدرولیز شده، مدول فرسایش بادی مستقل از مقدار فعالیت اوره آز محلول میکروبی به صفر کاهش می یابد .در ادامه با الهام از پژوهش‌های علمی انجام‌یافته در زمینه دندان‌پزشکی و ترمیم استخوان، برای اولین بار از محلول مالچ شیمیایی ابداعی اسید فسفریک رقیق‌شده برای بهسازی ماسه کربناته و تولید پوسته ماسه سیمان درجا استفاده شد .در این روش پس از پاشش اسید فسفریک رقیق شده به ماسه کربناته، سیمان آنی و درجای کلسیم فسفات تشکیل می‌شود که ذرات ماسه سطحی را به هم چسبانده و منجر به تشکیل پوسته ماسه‌ای می‌شود .همچنین در ادامه محلول مالچ ابداعی میکروبی-شیمیایی حاوی محلول میکروبی)حاوی اوره هیدرولیز شده (و اسید فسفریک برای بهسازی ماسه کربناته استفاده شد .در این محلول مالچ به دلیل ‮‭pH‬ بالای محلول میکروبی حاوی اوره هیدرولیز شده، ‮‭pH‬ محلول مالچ افزایش پیدا نموده و ضمن واکنش آهسته‌تر آن با ماسه کربناته، امکان نفوذ بیشتر سیمان تولید شده به ماسه فراهم شده و ضخامت پوسته حاصله بیشتر می‌شود .برای ارزیابی کمی و کیفی بهسازی با روش‌های مختلف ارائه شده از آزمون‌های آزمایشگاهی مانند آزمایش مقاومت نفوذی، مقاومت فشاری محدود نشده، آزمون خمش سه‌نقطه، آزمون نفوذپذیری، آزمون تونل باد، آنالیز ‮‭XRD‬ و تصاویر ‮‭SEM‬ استفاده شد .بر اساس نتایج این تحقیق، با استفاده از محلول مالچ میکروبی-سمنتاسیون به روش‮‭MICP‬ ، رسوب میکروبی کربنات کلسیم در بین ذرات ماسه منجر به تثبیت ماسه می‌شود .همچنین با استفاده از محلول مالچ‌های ابداعی شیمیایی و میکروبی-شیمیایی پایه اسیدی برای بهسازی ماسه کربناته، تولید درجای سیمان بروشیت و کلسیم فسفات در بین ذرات ماسه ، منجر به تثبیت ماسه کربناته می‌شود

متن يادداشت

Wind erosion is one of the most important natural serious problems in arid and semi-arid regions of our country. The border of Urmia Lake is one of the regions that an environmental crisis is occurring. In this region, especially in Jabal-Kandi region in the North West border of the lake, sand dunes is developing and the process of desertification and movement of sand dunes in rural areas is taking place. One of the methods that could be used for stabilization and improvement of sandy soils, is microbial induced carbonate precipitation (MICP). This method is created in recent decades by merging of different research fields such as civil engineering, biochemical engineering and microbiology. In this research the possibility of surface and depth stabilization of sand samples prepared from calcareous sand dunes of Jabal-Kandi region and also fine graded silica sand samples of Firouz-kooh via MICP method were considered. Microbial solution prepared by inexpensive corn steep liquor culture media was used for stabilization of sand and the effect of the concentration of liquor, pH and incubation time factors on the optical density and urease activity of microbial solution were considered. In this research, in the process of sand stabilization via MICP, the use of microbial solution containing hydrolyzed urea with low concentration of the cementation solution leads to the reduction of the wind erosion modulus of treated sand to zero for the first time. The results showed that by adding 2 urea to culture media and the production of microbial solution containing hydrolyzed urea, the amount of wind erosion modulus reduces to zero, independently of the urease activity. In the following, inspiration from the researches in the fields of dentistry and bone restoration, innovative chemical mulch solution of diluted phosphoric acid was used for stabilization of calcareous sand and production of in-situ sand-cement crust for the first time. In this method after the spraying of diluted phosphoric acid onto calcareous sand, immediate and in-situ cement of calcium phosphate produces that stick the surface sand particles and leads to the production of sand-crust. Also in the following, innovative microbial-chemical mulch solution containing microbial solution containing hydrolyzed urea and phosphoric acid was used for stabilization of sand. In this mulch solution because of the high pH of the microbial solution containing hydrolyzed urea ,the pH of the mixed mulch increases and meanwhile the slower reaction of the mulch solution with calcareous sand, the possibility of the more permeation of the producted cement onto the sand is provided and the thickness of the produced crust increases. For the quantitative and qualitative evaluation of the stabilization with different presented methods, the laboratory tests including penetration resistance test, unconfined compression test, 3 points flexural test, wind tunnel test, XRD and SEM analysis were used. Based on the results of this research, using the microbial-cementation mulch solution via MICP method, the microbial calcium carbonate precipitation between the sand particles causes to the sand stabilization. Although using the innovative acid-base chemical and microbial-chemical mulche solutions for the stabilization of calcareous sand, the production of in-situ brushite and calcium phosphate cements between the sand particles causes to the stabilization on calcareous sand

عنوان اصلي به زبان ديگر

‮‭Sand Stabilization using Microbial Induced Calcium Carbonate Precipitation Method and Chemical Methods‬

مستند نام اشخاص تاييد نشده

فهمی، احمد

مستند نام اشخاص تاييد نشده

Fahmi, Ahmad

مستند نام اشخاص تاييد نشده

کاتبی، هوشنگ، استادراهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

صمدی کفیل، حسین، استاد مشاور

مستند نام اشخاص تاييد نشده

حاجی علیلوی بناب، مسعود، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی