Page 1 ١ @ > @ > *1 1 > 1 > @ hsharifnasab

Page 1 ١ @ > @ > *1 1 > 1 > @ hsharifnasab

‫ارزﻳﺎﺑﻲ ﺗﺎﺛﻴﺮ ذرات ﻧﺎﻧﻮ رس ﺑﺮ وﻳﮋﮔﻴﻬﺎي ﺧﺎك ورزي ﺧﺎﻛﻬﺎ‬
‫دﻛﺘﺮ ﻫﻮﻣﻦ ﺷﺮﻳﻒ ﻧﺴﺐ*‪ ،1‬دﻛﺘﺮ ﺣﻤﻴﺪرﺿﺎ ﮔﺎزر‪ ،1‬دﻛﺘﺮ ﻧﺎدر ﻋﺒﺎﺳﻲ‪ ،1‬ﻣﻬﻨﺪس ﻛﺮﻳﻢ ﮔﺮاﻣﻲ‪ ،2‬ﻛﺘﺮ ﻣﺤﻤﺪ ﻳﻮﻧﺴﻲ اﻟﻤﻮﺗﻲ‬
‫‪-1‬‬
‫‪1‬‬
‫ﻋﻀﻮ ﻫﻴﺎت ﻋﻠﻤﻲ ﻣﻮﺳﺴﻪ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﻓﻨﻲ و ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻛﺸﺎورزي ‪[email protected]‬‬
‫‪ -2‬ﭘﮋوﻫﺸﮕﺮ ﻣﻮﺳﺴﻪ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﻓﻨﻲ و ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻛﺸﺎورزي‬
‫ﭼﻜﻴﺪه‪:‬‬
‫ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺤﺪودﻳﺖ ﻫﺎي ﻧﺎﺷﻲ از ﺧﺎك ورزي ﺳﻨﺘﻲ و ﻟﺰوم ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻛﺸﺎورزي ﭘﺎﻳﺪار‪ ،‬ﻛﺎرﺑﺮد روﺷﻬﺎي ﻧﻮﻳﻦ ﺧﺎك ورزي اﻣﺮي‬
‫ﻻزم و ﺿﺮوري اﺳﺖ‪ .‬در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﻲ ﭼﮕﻮﻧﮕﻲ و ﻣﻴﺰان ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ رس ﺑﺮ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻣﻮﺛﺮ‬
‫در ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﺧﺎك ورزي‪ ،‬ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ آزﻣﺎﻳﺸﺎت و ﺗﻴﻤﺎرﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻛﺎرﺑﺮد ﻧﺎﻧﻮ ذرات رس ﺑﺮاي ﺧﺮد و ﭘﻮدر ﻛﺮدن ﺧﺎك ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ‬
‫ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ‪ .‬ﺑﺪﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺑﺎ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﺳﻪ ﻧﻮع ﺧﺎك ﺑﺎ ﺑﺎﻓﺖ ﻣﺨﺘﻠﻒ )ﺳﺒﻚ‪ ،‬ﻣﺘﻮﺳﻂ و ﺳﻨﮕﻴﻦ( و ‪ 2‬ﺳﻄﺢ از ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ رس‬
‫ﺷﺎﻣﻞ ﺑﺪون ﻣﺎده ﭘﻠﻴﻤﺮي و ﻣﻘﺪار ﻳﻚ درﺻﺪ از ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ رس‪ ،‬ﺑﻪ ﺗﻌﺪاد ‪ 6‬ﺗﻴﻤﺎر در ‪ 3‬ﺗﻜﺮار ﻣﻮرد آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و‬
‫ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺷﺎﻣﻞ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي‪ ،‬ﺣﺪود اﺗﺮﺑﺮگ‪ ،‬ﺗﺮاﻛﻢ و ﺳﻪ ﻣﺤﻮري ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ‪ .‬ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻﻞ از ﺑﺮرﺳﻲ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻧﺸﺎن داد اﻓﺰودن‬
‫ذرات ﻧﺎﻧﻮ رس ﺗﺎﺛﻴﺮي در ﻣﻨﺤﻨﻲ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي‪ ،‬ﺣﺪود اﺗﺮﺑﺮگ و ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺗﺮاﻛﻤﻲ ﻧﺪاﺷﺘﻪ اﺳﺖ‪ .‬ﻟﻴﻜﻦ ﻛﺎرﺑﺮد ذرات ﻧﺎﻧﻮ رس ﻣﻮﺟﺐ‬
‫ﻛﺎﻫﺶ زﻳﺎدي در ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ ﻣﻘﺪار ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ و زاوﻳﻪ اﺻﻄﻜﺎك داﺧﻠﻲ و ﺑﻪ ﻋﺒﺎرت دﻳﮕﺮ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﺑﺮﺷﻲ ﺧﺎگ ﮔﺮدﻳﺪه اﺳﺖ‪ .‬ﻟﺬا ﻣﻲ‬
‫ﺗﻮان ﻧﺘﻴﺠﻪ ﮔﺮﻓﺖ اﻓﺰاﻳﺶ ﻧﺎﻧﻮ رس ﻣﻮﺟﺐ ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ ﮔﺮدﻳﺪه و ﺑﻪ ﺗﺒﻊ آن ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺧﺎك ورزي در ﺧﺎﻛﻬﺎي ﺗﻴﻤﺎر ﺷﺪه‬
‫راﺣﺖ ﺗﺮ و ﺑﺎ اﻧﺮژي ﻛﻤﺘﺮي ﺻﻮرت ﻣﻲ ﮔﻴﺮد‪.‬‬
‫ﻛﻠﻤﺎت ﻛﻠﻴﺪي‪:‬‬
‫ﺣﺪود اﺗﺮﺑﺮگ‪ ،‬داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺧﺸﻚ ﻣﺎﻛﺰﻳﻤﻢ‪ ،‬رﻃﻮﺑﺖ ﺑﻬﻴﻨﻪ‪ ،‬ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ ‪ ،‬ﻧﺎﻧﻮ رس‬
‫‪١‬‬
‫ﻣﻘﺪﻣﻪ‬
‫ﺧﺎك ورزي ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻚ ﻋﻤﻠﻴﺎت ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺑﺮ روي ﺧﺎك ﺟﻬﺖ آﻣﺎده ﺳﺎزي آن ﺑﻪ ﻛﺎر ﻣﻲ رود‪ .‬در واﻗﻊ ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺧﺎك ورزي‬
‫ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻣﻮﺟﺐ ﺑﻬﺒﻮد ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺧﺎك‪ ،‬اﻓﺰاﻳﺶ ﺧﻠﻞ و ﻓﺮج ‪ ،‬ﺗﻮزﻳﻊ ﺑﻬﺘﺮ ﺧﺎﻛﺪاﻧﻪ ﻫﺎ و ﻧﻬﺎﻳﺘﺎ اﺻﻼح ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺧﺎك ﻣﻲ‬
‫ﺷﻮد‪ .‬روﺷﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺧﺎك ورزي ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﺘﻔﺎوﺗﻲ ﺑﺮ روي ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺧﺎك از ﺟﻤﻠﻪ وزن ﻣﺨﺼﻮص ﻇﺎﻫﺮي‪ ،‬ﺿﺮﻳﺐ‬
‫ﻧﻔﻮذﭘﺬﻳﺮي و ﺷﺎﺧﺺ ﻧﻔﻮذ دارد‪ .‬اﺳﺘﻔﺎده از ﺧﺎك ورزي ﻣﺮﺳﻮم ﺑﺮاي ﻛﻠﻴﻪ زراﻋﺘﻬﺎ ﺳﺒﺐ ﺻﺮف ﻫﺰﻳﻨﻪﻫﺎي اﺿﺎﻓﻲ‪ ،‬ﺑﻴﺶ ﺧﺎك ورزي‬
‫و در ﻧﻬﺎﻳﺖ ﺑﺨﺎﻃﺮ ﻳﻜﻨﻮاﺧﺘﻲ ﻋﻤﻖ ﺷﺨﻢ در ﻃﻲ ﺳﺎﻟﻴﺎن ﻣﺘﻤﺎدي ﺳﺒﺐ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻻﻳﻪ ﺳﺨﺖ ﻣﻲ ﮔﺮدد‪ .‬اﻣﺮوزه ﺑﺮاي ﭘﻴﺸﮕﻴﺮي از‬
‫ﻣﺸﻜﻼت ﻧﺎﺷﻲ از ﺧﺎك ورزي ﺳﻨﺘﻲ‪ ،‬روﻳﻜﺮدﻫﺎي ﺟﺪﻳﺪي ﻧﻈﻴﺮ؛ ﺑﻲ ﺧﺎك ورزي‪ ،‬ﻛﻢ ﺧﺎك ورزي و اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻮاد اﻓﺰودﻧﻲ ﺑﺮاي‬
‫ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن و ﺧﻮاص ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺧﺎك ﻣﻮرد ﺗﻮﺟﻪ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ‪ .‬در اﻳﻦ راﺳﺘﺎ و ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﭘﻴﺸﺮﻓﺖ ﻫﺎي ﺣﺎﺻﻞ در ﻋﻠﻢ ﻧﺎﻧﻮ‪،‬‬
‫اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺎﻧﻮ ﻓﻨﺎوري در ﻋﻠﻮم ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻛﺸﺎورزي و ﻛﺎرﺑﺮد آن در ﻣﺒﺎﺣﺚ ﺧﺎك ورزي و اﺻﻼح وﻳﮋﮔﻴﻬﺎي ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻧﻴﺰ‬
‫رﺷﺪ ﭼﺸﻤﮕﻴﺮي داﺷﺘﻪ اﺳﺖ‪ .‬ﻓﻨﺎوري ﻧﺎﻧﻮ ﺷﺎﻣﻞ ﺗﻤﺎم ﻓﻨﺎوري ﻫﺎي ﭘﻴﺸﺮﻓﺘﻪ در ﻋﺮﺻﻪ ﻛﺎر ﺑﺎ ﻣﻘﻴﺎس ﻧﺎﻧﻮ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ اوﻟﻴﻦ ﺑﺎر در‬
‫ﺳﺎل ‪ 1959‬ﺗﻮﺳﻂ رﻳﭽﺎرد ﻓﺎﻳﻤﻦ ﻃﻲ ﻳﻚ ﺳﺨﻨﺮاﻧﻲ ﺑﺎ ﻋﻨﻮان )ﻓﻀﺎي زﻳﺎدي در ﺳﻄﻮح ﭘﺎﻳﻴﻦ وﺟﻮد دارد( ﻣﻄﺮح ﮔﺮدﻳﺪ)‪ 2‬ﺑﻲ ﻧﺎم ‪،‬‬
‫‪ .(89‬ﻣﻌﻤﻮل ﺗﺮﻳﻦ ﻋﻨﺎﺻﺮ در اﻳﻦ ﻋﻠﻢ و ﻓﻨﺎوري‪ ،‬ﻧﺎﻧﻮذرات ﻣﻲ ﺑﺎﺷﻨﺪ ﻛﻪ ﺧﻮاص آﻧﻬﺎ ﺑﺎﻋﺚ ﮔﺮدﻳﺪه اﺳﺖ ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﺑﺴﻴﺎر ﻣﺘﻨﻮﻋﻲ‬
‫در ﺻﻨﺎﻳﻊ ﺷﻴﻤﺎﻳﻲ‪ ،‬ﭘﺰﺷﻜﻲ و داروﻳﻲ‪ ،‬اﻟﻜﺘﺮوﻧﻴﻚ و ﻛﺸﺎورزي داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ)‪ .(W. Zhang, 2005‬ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺗﺮﻛﻴﺐ ﺷﻴﻤﺎﻳﻲ‪ ،‬اﻳﻦ‬
‫ذرات را ﺑﻪ ﻧﻮع ﻓﻠﺰي‪ ،‬ﺳﺮاﻣﻴﻚ ﭘﻠﻴﻤﺮي و ﻧﻴﻤﻪ ﻫﺎدي ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻲ ﻛﻨﻨﺪ‪ .‬ﻧﺎﻧﻮ ذرات ﺳﺮاﻣﻴﻜﻲ ﺑﻪ ﺳﺮاﻣﻴﻚ ﻫﺎي اﻛﺴﻴﺪ ﻓﻠﺰي ﻧﻈﻴﺮ‬
‫اﻛﺴﻴﺪﻫﺎي ﺗﻴﺘﺎﻧﻴﻮم‪ ،‬روي‪ ،‬آﻟﻮﻣﻴﻨﻴﻮم و آﻫﻦ و ﻧﺎﻧﻮ ذرات ﺳﻴﻠﻴﻜﺎﺗﻲ‪ ،‬ﻛﻪ ﻋﻤﻮﻣﺎ ﺑﻪ ﺷﻜﻞ ذرات ﻧﺎﻧﻮ رس ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻲ ﺷﻮد )‬
‫‪Jose‬‬
‫‪ .(Feneque, 2003‬ﻧﺎﻧﻮرس ﻳﻜﻲ از دﺳﺘﺎوردﻫﺎي ﻓﻨﺎوري ﻧﺎﻧﻮ اﺳﺖ ﻛﻪ در ﺳﺎﻟﻬﺎي اﺧﻴﺮ ﻫﻤﭽﻮن رس‪ ،‬در ﺻﻨﺎﻳﻊ ﻣﺘﻔﺎوﺗﻲ ﻣﻮرد‬
‫اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ و ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي زﻳﺎدي را در ﺑﻴﻦ ﻋﻠﻮم ﻣﺨﺘﻠﻒ ﭘﻴﺪا ﻛﺮده اﺳﺖ‪ .‬اﻳﻦ ﻣﺎده داراي ﭘﺎﻳﻪ ﻣﻌﺪﻧﻲ اﺳﺖ و ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ‬
‫ﺑﺎﻋﺚ ﺑﻬﺒﻮد ﺑﺮﺧﻲ ﺧﻮاص ﺧﺎك ﮔﺮدد‪ .‬ﻋﻼوه ﺑﺮ اﻳﻦﻫﺎ در ﺳﺎﺧﺘﺎر ﭘﻠﻴﻤﺮﻫﺎ ﻧﻴﺰ ﻧﺎﻧﻮ ذرات رس ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﻲ را اﻳﻔﺎ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ‪ .‬ﺑﺮاي ﻧﺎﻧﻮ‬
‫ذرات رس ﺧﻮاص و ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﺑﻴﺸﺘﺮي را ﻧﻴﺰ ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﻴﺎن ﻛﺮد‪ .‬ﺧﺎك ورزي ﺻﺤﻴﺢ‪ ،‬ﺟﻠﻮ ﮔﻴﺮي از ﻓﺮﺳﺎﻳﺶ‪ ،‬ﺗﺼﻔﻴﻪ ﺧﺎك از‬
‫آﻻﻳﻨﺪه ﻫﺎ و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻏﻨﻲ ﺳﺎزي ﺧﺎك ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎﻳﻲ از ﻛﺎرﺑﺮد ﻓﻨﺎوري ﻧﺎﻧﻮ در ﺧﺎﻛﺸﻨﺎﺳﻲ اﺳﺖ‪ .‬در ﺳﺎل ‪ 2003‬در ﺑﺮﺧﻲ از ﻣﻨﺎﻃﻖ‬
‫‪٢‬‬
‫ﻧﻴﻮﻣﻜﺰﻳﻜﻮ و ﻛﺎﻟﻴﻔﺮﻧﻴﺎ ﺑﺮاي ﺟﻠﻮﮔﻴﺮي از ﻓﺮﺳﺎﻳﺶ ﺧﺎك ﭘﺲ از آﺗﺶ ﺳﻮزي ﺟﻨﮕﻞ ﻫﺎ از ﭘﺮوژه اي ﺑﻪ ﻧﺎم ‪ Soil Set‬اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ‪ .‬در‬
‫ﻃﻲ اﻳﻦ ﭘﺮوژه ﺑﺮاي اﺗﺼﺎل ذرات ﺧﺎك ﺑﻪ ﻫﻤﺪﻳﮕﺮ از ﻧﺎﻧﻮ ذرات اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ ﺑﺎﻋﺚ ﭘﻴﻮﺳﺘﻦ ذرات ﺑﻪ ﻫﻤﺪﻳﮕﺮ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ از‬
‫ﻓﺮﺳﺎﻳﺶ اﻳﻦ ﺧﺎك ﻫﺎ ﺟﻠﻮﮔﻴﺮي ﻣﻲ ﻛﻨﺪ )‪1‬ﺑﻲ ﻧﺎم ‪ .(89 ،‬اﻛﺴﻴﺪﻫﺎي آﻫﻦ آﻣﻮرف و ﻓﺮي ﻫﻴﺪراﺗﻬﺎ‪ ،‬ﻣﺨﺼﻮﺻﺎً در ‪ pH‬ﻗﻠﻴﺎﻳﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ‬
‫ﺧﺎﻛﻬﺎي ﻛﺮﺑﻨﺎﺗﻲ ﺣﻼﻟﻴﺖ آﻫﻦ در ﺧﺎك را ﺑﻪ ﻣﻘﺪار زﻳﺎد ﻛﻨﺘﺮل ﻣﻲ ﻛﻨﻨﺪ‪ pH .‬ﺧﺎك ‪ ،‬ﻛﺎﻧﻴﻬﺎي ﺣﺎوي آﻫﻦ در ﺧﺎك را ﺑﻪ ﺷﺪت ﺗﺤﺖ‬
‫ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻗﺮار ﻣﻲ دﻫﺪ‪ .‬ﺣﻼﻟﻴﺖ آﻫﻦ‪ 3‬ﺑﻪ ازاي ﻫﺮ واﺣﺪ اﻓﺰاﻳﺶ در ‪ pH‬ﻣﻌﺎدل ‪1000‬ﺑﺮاﺑﺮ ﻛﺎﻫﺶ ﻳﺎﻓﺘﻪ و ﻏﻴﺮ ﻗﺎﺑﻞ دﺳﺘﺮس ﻣﻲ ﺷﻮد‪.‬‬
‫ﮔﺌﻮﺗﺎﻳﺖ ‪ ،‬ﻫﻤﺎﺗﻴﺖ و ﻓﺮي ﻫﻴﺪرات ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻧﺎﻧﻮذره اﺟﺰاء ﻣﻬﻢ ﺧﺎك‪ ،‬رﺳﻮﺑﺎت و ﺟﺮﻳﺎﻧﻬﺎي زﻫﻜﺸﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ‪ .‬اﻳﻦ ذرات ﻳﻚ‬
‫ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺟﺬب ﺑﺮاي ﻓﻠﺰاﺗﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ آرﺳﻨﻴﻚ‪ ،‬و ﻛﺮوﻣﻴﻮم در ﺳﺮب و ﺟﻴﻮه و ﺳﻠﻴﺴﻴﻢ دارﻧﺪ‪ .‬ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺧﺎك ﻧﻴﺰ ﺗﺎﺣﺪودي‬
‫ﺗﺤﺖ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﻘﺪار ﻣﻌﻴﻨﻲ اﻛﺴﻴﺪ آﻫﻦ ﺑﻮده ﻛﻪ ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﻳﺶ ﭘﺎﻳﺪاري ﺧﺎﻛﺪاﻧﻪ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ)‪ 2‬ﺑﻲ ﻧﺎم ‪ .(89 ،‬ﺑﻪ ﻃﻮر ﻛﻠﻲ ﻣﻴﻜﺮوارﮔﺎﻧﻴﺴﻢ‬
‫ﻫﺎي ﺧﺎك ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﻲ در اﻓﺰاﻳﺶ ﻗﺎﺑﻞ دﺳﺘﺮﺳﻲ آﻫﻦ و ﺟﺬب ﺗﻮﺳﻂ ﮔﻴﺎه دارﻧﺪ‪ .‬اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﺎده آﻟﻲ در ﺳﻄﺢ ﺧﺎك ﻓﺮﻣﻬﺎي ﻛﻢ‬
‫ﻣﺤﻠﻮل آﻫﻦ را ﺑﻪ ﻓﺮﻣﻬﺎي ﻗﺎﺑﻞ دﺳﺘﺮس ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻣﻲ ﻛﻨﻨﺪ و ﻓﺮاﻳﻨﺪﻫﺎي اﻛﺴﻴﺪاﺳﻴﻮن و اﺣﻴﺎء اﺣﺘﻤﺎﻻً ﺑﺮ ﻣﻜﺎﻧﻴﺴﻢ اﻳﻦ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻣﻮﺛﺮﻧﺪ‪.‬‬
‫اﺳﺘﻔﺎده از ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺑﻲ ﺧﺎك ورزي ﺳﺒﺐ اﻓﺰاﻳﺶ آﻫﻦ در ﻓﺮﻛﺸﻦ آﻟﻲ و ﻗﺎﺑﻞ ﺗﺒﺎدﻟﻲ ﻣﻲ ﺷﻮد)‪ 2‬ﺑﻲ ﻧﺎم ‪ .(89 ،‬ﺑﺎ داﺷﺘﻦ ﻓﻨﺎوري‬
‫ﻛﻨﺘﺮل و ﺳﺎﺧﺖ ﻧﺎﻧﻮ ذرات ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎي ﺑﻨﻴﺎدي ذرات‪ ،‬ذرات ﺟﺪﻳﺪ را ﺑﻪ وﺟﻮد آورد و از آﻧﻬﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﻛﺮد)رﺣﻴﻤﻲ‪.(71،‬‬
‫ﻧﺎﻧﻮ ﻣﻮاد را ﺗﺎ وﻗﺘﻲ ﻛﻪ ﻓﺸﺮده و ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﻧﺸﺪه ﺑﺎﺷﻨﺪ ﻧﺎﻧﻮ ﭘﻮدر ﻣﻲ ﻧﺎﻣﻨﺪ‪ .‬ﺑﺮاي ﺗﺠﺰﻳﻪ ﻧﺎﻧﻮ ﭘﻮدرﻫﺎ اﻧﺪازه آﻧﻬﺎ در ﺣﺪاﻗﻞ ﻳﻚ ﺑﻌﺪ ﺑﺎﻳﺪ در‬
‫ﻣﺤﺪودة ﻛﻤﺘﺮ از ‪ 100‬ﻧﺎﻧﻮﻣﺘﺮ ﺑﺎﺷﻨﺪ‪ .‬اﻫﻤﻴﺖ ﻧﺎﻧﻮ ذرات ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ اﻓﺰاﻳﺶ ﺳﻄﺢ وﻳﮋه و ﺳﺮﻋﺖ واﻛﻨﺶ ﺑﺎﻻ و واﻛﻨﺶ ﭘﺬﻳﺮي در دﻣﺎي‬
‫ﭘﺎﻳﻴﻦ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ)‪ 3‬ﺑﻲ ﻧﺎم ‪ .(89 ،‬ﻫﻴﺪروژﻟﻬﺎ ﻳﺎ ﻣﻮاد ﭘﻠﻴﻤﺮي ﺳﻮﭘﺮ ﺟﺎذب ﻣﻮاد اﺻﻼح ﻛﻨﻨﺪه ي ﺟﺪﻳﺪي ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﺑﻪ ﺗﺎزﮔﻲ ﺑﻪ ﻃﻮر‬
‫وﺳﻴﻌﻲ در دﻧﻴﺎ ﻛﺎرﺑﺮد دارﻧﺪ‪ .‬اﻳﻦ ﺳﻮﭘﺮ ﺟﺎذﺑﻬﺎ ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﻨﺪ ﭼﻨﺪﻳﻦ ﺑﺮاﺑﺮ وزن ﺧﺸﻚ ﺧﻮد آب ﺟﺬب ﻛﻨﻨﺪ ﻛﻪ در ﻣﺼﺎرف ﭘﺰﺷﻜﻲ و‬
‫ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ و ﻛﺸﺎورزي ﻛﺎرﺑﺮد ﻓﺮاوان دارﻧﺪ )ﺳﺎدات ﻧﻮري و ﺧﺪاﻳﺎري‪ .(84 ،‬در ﺣﺎل ﺣﺎﺿﺮ در ﻛﺸﻮر ﻫﻨﺪوﺳﺘﺎن ﺗﺤﻘﻴﻘﻲ آﻏﺎز ﺷﺪه اﺳﺖ‬
‫ﻛﻪ در ﻧﻈﺮ دارد ﻣﻴﺰان ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﻮادي ﺣﺎوي ذرات ﻧﺎﻧﻮ آﻫﻦ و ﻧﺎﻧﻮ ﻓﺴﻔﺮ و ﻧﺎﻧﻮ روي ﺑﺮ ﺧﺎﻛﻬﺎي ﺧﺸﻚ را ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار‬
‫دﻫﺪ)‪.(D.Bhattachryya et al. , 2004‬‬
‫‪٣‬‬
‫ﺑﺎ ﻋﻨﺎﻳﺖ ﺑﻪ ﻣﻮارد ﻋﻨﻮان ﺷﺪه ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻣﻲ ﮔﺮدد در ﺧﺼﻮص ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﻮاد ﻧﺎﻧﻮﻳﻲ ﺑﺮ ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ‪ ،‬ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺧﺎك‪،‬‬
‫ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﻛﺎﻓﻲ ﺻﻮرت ﻧﮕﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ‪ .‬در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻳﻚ ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮﺋﻲ ﺑﺎ ﻧﺎم ﻧﺎﻧﻮرس ﺑﺮ ﺑﺮﺧﻲ ﺧﻮاص ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺧﺎك‬
‫ﺷﺎﻣﻞ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي‪ ،‬ﺣﺪود آﺗﺮﺑﺮگ‪ ،‬ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺗﺮاﻛﻤﻲ و ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﺑﺮﺷﻲ ﺧﺎك ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ و ﺗﺤﻘﻴﻖ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ‪.‬‬
‫ﻣﻮاد و روﺷﻬﺎ‬
‫اﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻖ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﻲ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ رس ﺑﺮ ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺧﺎك ﻃﻲ ﻣﺪت ‪ 2‬ﺳﺎل در ﻣﺤﻞ آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎه‬
‫دﻳﻨﺎﻣﻴﻚ ﺧﺎك )‪ (soilbin‬ﻣﻮﺳﺴﻪ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﻓﻨﻲ و ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻛﺸﺎورزي در ﻗﺎﻟﺐ ﻃﺮح ﻛﺎﻣﻼ ﺗﺼﺎدﻓﻲ در ﺳﻪ ﺗﻜﺮار اﺟﺮا ﺷﺪ‪.‬‬
‫ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ و ﺗﻬﻴﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي ﺧﺎك‬
‫در ارزﻳﺎﺑﻲ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ رس ﺑﺮ ﺧﻮاص ﺧﺎك ﻫﺎ‪ ،‬ﻳﻜﻲ از ﺳﺌﻮاﻻت اﺳﺎﺳﻲ ﺗﻌﻴﻴﻦ ﭼﮕﻮﻧﮕﻲ ﺗﺎﺛﻴﺮ اﻳﻦ ﻣﺎده ﺑﺮ روي ﺑﺎﻓﺖ ﻫﺎي‬
‫ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺧﺎك اﺳﺖ‪ .‬ﻟﺬا در اﻧﺘﺨﺎب ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﺎكﻫﺎ ﺳﻌﻲ ﮔﺮدﻳﺪ از ﺑﺎﻓﺖ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺧﺎك اﺳﺘﻔﺎده ﮔﺮدد‪ .‬ﺑﺮ اﻳﻦ اﺳﺎس ﺳﻪ ﻧﻮع ﺧﺎك‬
‫ﺷﺎﻣﻞ ﺧﺎك ﺑﺎ ﺑﺎﻓﺖ ﺳﺒﻚ‪ ،‬ﺧﺎك ﺑﺎ ﺑﺎﻓﺖ ﻣﺘﻮﺳﻂ و ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﺎك ﺑﺎ ﺑﺎﻓﺖ ﺳﻨﮕﻴﻦ رﺳﻲ ﻣﺪ ﻧﻈﺮ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ‪ .‬ﺑﺪﻳﻦ ﻣﻨﻈﻮر اﺑﺘﺪا ﺑﺎ اﻧﺠﺎم‬
‫ﺑﺮرﺳﻲ ﻫﺎي ﻻزم و ﻧﻤﻮﻧﻪ ﮔﻴﺮي ﻫﺎي ﻣﺘﻌﺪد از ﻣﻨﺎﻃﻖ ﻣﺨﺘﻠﻒ‪ ،‬اﻗﺪاﻣﺎت اوﻟﻴﻪ در ﺧﺼﻮص ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﺤﻞ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮداري ﺻﻮرت ﭘﺬﻳﺮﻓﺖ‬
‫و ﭼﻨﺪ ﻧﻤﻮﻧﻪ از ﻣﻜﺎﻧﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺟﻬﺖ ﺗﺸﺨﻴﺺ ﺑﺎﻓﺖ ﺗﻬﻴﻪ ﮔﺮدﻳﺪ‪ .‬در ﻧﻬﺎﻳﺖ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﻧﺠﺎم آزﻣﺎﻳﺸﻬﺎي اوﻟﻴﻪ ﺧﺎﻛﻬﺎي ﺑﺎ ﺑﺎﻓﺖ‬
‫ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ اﻧﺘﺨﺎب و ﺳﻪ ﻣﺤﻞ از اﺳﺘﺎن اﻟﺒﺮز ﺑﺮاي ﺗﻬﻴﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺎ ﺑﺎﻓﺖ ﻫﺎي ﻳﺎد ﺷﺪه اﻧﺘﺨﺎب ﺷﺪﻧﺪ‪ .‬ﺳﭙﺲ از ﻣﻨﺎﻃﻖ ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺷﺪه ﻧﻤﻮﻧﻪ‬
‫ﺑﻪ ﻣﻴﺰان ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﺑﺮداﺷﺖ و ﺑﻪ آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎه ﻣﻮﺳﺴﻪ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﻓﻨﻲ و ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻛﺸﺎورزي )ﻣﺤﻞ اﻧﺠﺎم ﭘﮋوﻫﺶ( ﻣﻨﺘﻘﻞ ﮔﺮدﻳﺪ‪.‬‬
‫ﺗﻬﻴﻪ ﻣﻮاد ﻧﺎﻧﻮ رس‬
‫ﻣﺎده ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ و اﺳﺘﻔﺎده در اﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻖ‪ ،‬ﻧﺎﻧﻮ رس اﺳﺖ‪ .‬اﻳﻦ ﻣﺎده داراي ﭘﺎﻳﻪ ﻣﻌﺪﻧﻲ اﺳﺖ و ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺎﻋﺚ ﺑﻬﺒﻮد ﺑﺮﺧﻲ ﺧﻮاص‬
‫ﺧﺎك ﮔﺮدد‪ .‬ﻋﻼوه ﺑﺮ اﻳﻦﻫﺎ در ﺳﺎﺧﺘﺎر ﭘﻠﻴﻤﺮﻫﺎ ﻧﻴﺰ ﻧﺎﻧﻮ ذرات رس ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﻲ را اﻳﻔﺎ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ‪ .‬ﺑﺮاي ﻧﺎﻧﻮ ذرات رس ﺧﻮاص و‬
‫ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﺑﻴﺸﺘﺮي را ﻧﻴﺰ ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﻴﺎن ﻛﺮد‪ .‬ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ رس ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﺗﻮﺳﻂ ﺑﺨﺶ ﺧﺼﻮﺻﻲ و ﭘﻴﺸﻨﻬﺎد دﻫﻨﺪه‬
‫ﺗﺤﻘﻴﻖ در اﺧﺘﻴﺎر ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ‪ .‬اﻳﻦ ﻣﺎده در ﺑﺴﺘﻪ ﻫﺎي ﻛﻮﭼﻚ در دﺳﺘﺮس اﺳﺖ‪.‬‬
‫‪٤‬‬
‫ﺗﻬﻴﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي آزﻣﺎﻳﺸﻲ‬
‫ﺑﺮاي ﺑﺮرﺳﻲ ﭼﮕﻮﻧﮕﻲ و ﻣﻴﺰان ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ رس ﺑﺮ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ‪ ،‬ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ آزﻣﺎﻳﺸﺎت و ﺗﻴﻤﺎرﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻣﻮرد‬
‫ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ‪ .‬ﺑﺪﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺑﺎ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﺳﻪ ﻧﻮع ﺧﺎك ﺑﺎ ﺑﺎﻓﺖ ﻣﺨﺘﻠﻒ )ﺳﺒﻚ‪ ،‬ﻣﺘﻮﺳﻂ و ﺳﻨﮕﻴﻦ( و ‪ 2‬ﺳﻄﺢ از ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ‬
‫رس ﺷﺎﻣﻞ ﺑﺪون ﻣﺎده ﭘﻠﻴﻤﺮي و ﻣﻘﺪار ﻳﻚ درﺻﺪ از ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ رس‪ ،‬ﺑﻪ ﺗﻌﺪاد ‪ 6‬ﺗﻴﻤﺎر در ‪ 3‬ﺗﻜﺮار ﻣﻮرد آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ‬
‫ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ‪.‬‬
‫ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي آزﻣﺎﻳﺸﻲ ﺑﺎ اﻓﺰودن ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ رس ﺑﻪ ﻣﻴﺰان ﻣﻌﻴﻦ ﺑﻪ ﺧﺎك ﺗﻬﻴﻪ ﻣﻲ ﮔﺮدد‪ .‬ﻣﺒﻨﺎي ﺗﻬﻴﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ‪ ،‬اﻓﺰودن وزن ﻣﻌﻴﻨﻲ از ﻣﺎده‬
‫ﺧﺸﻚ در واﺣﺪ ﺣﺠﻢ اﺳﺖ‪ .‬از آﻧﺠﺎﺋﻴﻜﻪ در ﻋﻤﻞ اﻓﺰودن ﻣﺎده ﺑﺼﻮرت ﻣﺤﻠﻮل و ﺑﺎ ﻋﻤﻞ ﭘﺎﺷﺶ در ﺳﻄﺢ ﺧﺎك و ﺑﺎ ﻓﺮض ﻧﻔﻮذ‬
‫ﻣﺤﻠﻮل ﺗﺎ ﻋﻤﻖ ﺣﺪود ‪ 30‬ﺳﺎﻧﺘﻴﻤﺘﺮي ﺻﻮرت ﻣﻲ ﮔﻴﺮد‪ ،‬در آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎه ﺑﺮاي ﺗﻬﻴﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي آزﻣﺎﻳﺸﻲ ﺑﺎ اﺣﺘﺴﺎب وزن ﻣﺨﺼﻮص‬
‫ﻇﺎﻫﺮي و ﻏﻠﻈﺖ ﻣﺎده‪ ،‬ﺣﺠﻢ ﻣﺤﻠﻮل ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز ﺑﺮاي وزن ﻣﺸﺨﺼﻲ از ﺧﺎك ﺗﻌﻴﻴﻦ و اﺿﺎﻓﻪ ﻣﻲ ﮔﺮدد‪ .‬ﺑﺪﻳﻦ ﻣﻨﻈﻮر وزن ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﺎك‬
‫ﻫﺮ ﺗﻴﻤﺎر و ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ رس ﻣﺮﺑﻮﻃﻪ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ و ﭘﺲ از اﺧﺘﻼط در ﺟﻌﺒﻪ ﻫﺎي ﻣﺨﺼﻮﺻﻲ ﻧﮕﻬﺪاري ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬ﺷﻜﻞ ﺷﻤﺎره ‪ 1‬ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي‬
‫ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه و ﺗﻴﻤﺎرﻫﺎي ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ را ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ‪.‬‬
‫ﺷﻜﻞ ‪ :1‬ﺟﻌﺒﻪ ﻫﺎي ﺗﻴﻤﺎر ﺧﺎك و ﻧﺎﻧﻮ رس‬
‫‪٥‬‬
‫اﻧﺠﺎم آزﻣﺎﻳﺶﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ‪ ،‬و ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ‬
‫ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﻲ اﺛﺮ ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ رس ﺑﺮ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺧﺎكﻫﺎ‪ ،‬ﻣﻄﺎﺑﻖ ﺗﻴﻤﺎرﻫﺎي ذﻛﺮ ﺷﺪه ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي آزﻣﺎﻳﺸﻲ در ﺳﻪ ﺗﻜﺮار ﺗﻬﻴﻪ و‬
‫آزﻣﺎﻳﺶﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ‪ ،‬ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ و ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺑﻪ ﺷﺮح زﻳﺮ و ﺑﺮاﺳﺎس اﺳﺘﺎﻧﺪارد ‪ ASTM‬روي ﻛﻠﻴﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي آزﻣﺎﻳﺸﻲ اﻧﺠﺎم‬
‫ﮔﺮﻓﺖ‪.‬‬
‫داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﺧﺎك‬
‫داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﻋﺒﺎرﺗﺴﺖ از ﺗﺠﺰﻳﻪ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ )ﺟﺪاﺳﺎزي( ذرات ﺧﺎك ﺑﻪ ﻗﺴﻤﺖ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﻄﻮرﻳﻜﻪ ﻫﺮ ﻗﺴﻤﺖ ﺑﺼﻮرت درﺻﺪي از ﻛﻞ‬
‫ﺑﻴﺎن ﺷﻮد‪ .‬ﺑﺴﻴﺎري از ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺧﺎك ﺑﺎ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪن داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﻗﺎﺑﻞ ﺗﺨﻤﻴﻦ و ﺗﺸﺨﻴﺺ ﻫﺴﺘﻨﺪ‪ .‬ﺑﺮاي ﻧﺸﺎن دادن داﻧﻪﺑﻨﺪي‬
‫ﺧﺎك از ﻣﻨﺤﻨﻲ داﻧﻪﺑﻨﺪي اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬ﺑﺮاي ﺗﺮﺳﻴﻢ ﻣﻨﺤﻨﻲ داﻧﻪﺑﻨﺪي ﺧﺎك ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﻧﺪازه ذرات دو ﻣﺮﺣﻠﻪ وﺟﻮد دارد‪ .‬ﻣﺮﺣﻠﻪ‬
‫اول داﻧﻪﺑﻨﺪي ﺑﺎ اﻟﻚ ﻳﺎ آزﻣﺎﻳﺶ داﻧﻪﺑﻨﺪي ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﻛﻪ ﻣﺨﺼﻮص ﺑﺨﺸﻲ از ذرات ﺧﺎك اﺳﺖ ﻛﻪ ﻗﻄﺮ آﻧﻬﺎ ﺑﺰرﮔﺘﺮ از ‪ 0/075‬ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ‬
‫ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ‪ .‬ﻣﺮﺣﻠﻪ دوم داﻧﻪﺑﻨﺪي ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﺑﺨﺶ ﻛﻮﭼﻜﺘﺮ از ‪ 0/075‬ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روش ﺑﻪ روش ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮي اﻧﺠﺎم‬
‫ﻣﻲﺷﻮد‪ .‬در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ داﻧﻪﺑﻨﺪي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﺑﻪ روﺷﻬﺎي اﻟﻚ و ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮي اﻧﺠﺎم ﺷﺪ‪ .‬ﺑﺪﻳﻦ ﺻﻮرت ﻛﻪ اﺑﺘﺪا ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﺎﻛﻬﺎ ﺑﺮ روي‬
‫اﻟﻚ ﺷﻤﺎره ‪ 200‬ﺷﺴﺘﻪ ﺷﺪه و ذرات درﺷﺖﺗﺮ از ‪ 0/075‬ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮ ﺧﺸﻚ و ﻣﺠﺪداً ﺑﻪ روش اﻟﻚ ﺧﺸﻚ داﻧﻪﺑﻨﺪي ﺷﺪﻧﺪ‪ .‬ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم‬
‫آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮي‪ 50 ،‬ﮔﺮم ﺧﺎك ﺧﺸﻚ ﺷﺪه از اﻟﻚ ‪ 200‬ﺗﻬﻴﻪ و ﻣﻮرد آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮي ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ‪.‬‬
‫ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺣﺪود آﺗﺮﺑﺮگ‬
‫ﺣﺪود اﺗﺮﺑﺮگ ﻛﻪ ﺷﺎﻣﻞ ﺳﻪ ﺣﺪ رواﻧﻲ )‪ ،(LL‬ﺧﻤﻴﺮي )‪ (PL‬و اﻧﻘﺒﺎض )‪ (SL‬اﺳﺖ‪ ،‬ﻣﻌﻴﺎري ﺑﺮاي ارزﻳﺎﺑﻲ رﻓﺘﺎر ﺧﻤﻴﺮي و ﻣﻴﺰان‬
‫ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ ذرات رﻳﺰداﻧﻪ ﺧﺎك و ﺑﻪ ﻧﻮﻋﻲ ﻣﻴﺰان و ﻧﻮع ذرات رﻳﺰداﻧﻪ ﻣﻮﺟﻮد در ﺧﺎك اﺳﺖ‪ .‬در اﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻖ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻧﺎﻧﻮ رس ﺑﺮ ﺣﺪ رواﻧﻲ‬
‫ﺳﻪ ﻧﻮع ﺧﺎك ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ‪ .‬ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺣﺪ رواﻧﻲ ﻣﻌﻤﻮﻻً از ﺟﺎم ﻛﺎﺳﺎﮔﺮاﻧﺪ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﮔﺮدد‪ .‬ﺷﻜﻞ ‪ 2‬دﺳﺘﮕﺎه‬
‫ﻛﺎﺳﺎﮔﺮاﻧﺪ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده و ﺷﻤﺎﺗﻴﻚ ﻗﺴﻤﺘﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ آن را ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ‪.‬‬
‫‪٦‬‬
‫ﺷﻜﻞ ‪ : 2‬دﺳﺘﮕﺎه ﻛﺎﺳﺎﮔﺮاﻧﺪ ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺣﺪ رواﻧﻲ ﺧﺎﻛﻬﺎي رﺳﻲ‬
‫ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺗﺮاﻛﻤﻲ ﺧﺎك‬
‫دو ﺷﺎﺧﺺ داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺧﺸﻚ ﻣﺎﻛﺰﻳﻤﻢ و رﻃﻮﺑﺖ ﺑﻬﻴﻨﻪ ﻛﻪ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺗﺮاﻛﻤﻲ ﺧﺎك ﻣﻲ ﺑﺎﺷﻨﺪ‪ ،‬از ﻣﻬﻤﺘﺮﻳﻦ وﻳﮋﮔﻴﻬﺎي ﺧﺎك در ﻋﻤﻠﻴﺎت‬
‫ﺧﺎﻛﻲ ﻧﻈﻴﺮ ﺗﺮاﻛﻢ در ﭘﺮوژه ﻫﺎي ﻋﻤﺮاﻧﻲ اﺳﺖ‪ .‬در ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﻛﺸﺎورزي و ﺑﻪ وﻳﮋه ﻋﻤﻠﻴﺎت ﺧﺎك ورزي ﻧﻴﺰ اﻳﻦ دو ﺷﺎﺧﺺ از اﻫﻤﻴﺖ‬
‫وﻳﮋه اي ﺑﺮﺧﻮردار ﻫﺴﺘﻨﺪ‪ .‬اﻳﻦ دو ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﺑﺮاي ﻫﺮ ﺧﺎك ﺑﺎ اﻧﺠﺎم ازﻣﺎﻳﺶ ﺗﺮاﻛﻢ ﺣﺎﺻﻞ ﻣﻲ ﺷﻮد‪ .‬ﻟﺬا در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺮاﻛﻢ ﺑﺮ‬
‫روي ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺖ دﺳﺘﮕﺎه اﻧﺠﺎم آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺮاﻛﻢ در ﺷﻜﻞ ‪ 3‬ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ‪.‬‬
‫ﺷﻜﻞ ‪ :3‬اﻧﺠﺎم آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺮاﻛﻢ اﺳﺘﺎﻧﺪارد‬
‫‪٧‬‬
‫اﻧﺠﺎم آزﻣﺎﻳﺶ ﺳﻪ ﻣﺤﻮري‬
‫ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﺑﺮﺷﻲ ﺧﺎك روﺷﻬﺎي ﻣﺘﻌﺪدي وﺟﻮد دارﻧﺪ ﻛﻪ دﻗﻴﻖ ﺗﺮﻳﻦ آﻧﻬﺎ آزﻣـﺎﻳﺶ ﺳـﻪ ﻣﺤـﻮري اﺳـﺖ‪ .‬آزﻣـﺎﻳﺶ ﺳـﻪ‬
‫ﻣﺤﻮري ﺧﻮد ﺑﻪ ﺳﻪ ﺷﻜﻞ آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘﻪ زﻫﻜﺸﻲ ﺷﺪه‪ ،‬آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘﻪ زﻫﻜﺸﻲ ﻧﺸﺪه)‪ (CU‬و آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻧﻴﺎﻓﺘـﻪ‬
‫زﻫﻜﺸﻲ ﻧﺸﺪه)‪ (UU‬ﻗﺎﺑﻞ اﻧﺠﺎم اﺳﺖ‪ .‬در اﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻖ از روش آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘﻪ زﻫﻜﺸﻲ ﻧﺸﺪه)‪ (UU‬اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ‪ .‬ﺑﺪﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ‬
‫ﻛﻪ ‪ 18‬آزﻣﺎﻳﺶ ﺳﻪ ﻣﺤﻮري ﺑﺮ روي ﺗﻴﻤﺎرﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ اﻧﺠﺎم و ﺳـﭙﺲ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫـﺎي ﺑﺮﺷـﻲ ﻧﻤﻮﻧـﻪ ﻫـﺎ) ‪ ( c, ϕ‬ﺑـﻪ ازاي ﺗﻴﻤﺎرﻫـﺎي‬
‫ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺗﻌﻴﻴﻦ و ﻣﻮرد ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ‪ .‬در ﺷﻜﻞ‪ 4‬ﻗﺴﻤﺘﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ دﺳﺘﮕﺎه ﺳﻪ ﻣﺤﻮري ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده‪ ،‬ﻣﺮاﺣﻞ آﻣﺎده ﺳﺎزي ﻧﻤﻮﻧﻪ‬
‫و اﻧﺠﺎم آزﻣﺎﻳﺶ ﺳﻪ ﻣﺤﻮري اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ‪.‬‬
‫اﻟﻒ(ﻧﺼﺐ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﺮ روي ﭘﺎﻳﻪ‬
‫ب( ﻗﺮار دادن ﻏﺸﺎ ﺑﺮ روي اﺳﺘﻮاﻧﻪ‬
‫ج( ﻗﺮار دادن ﺳﻠﻮل ﺳﻪ ﻣﺤﻮري ﺑﺮ روي ﭘﺎﻳﻪ‬
‫د( ﻗﺮار دادن ا‪-‬رﻳﻨﮓ ﺑﺮ روي ﻛﻼﻫﻚ‬
‫ﺷﻜﻞ ‪ : 4‬دﺳﺘﮕﺎه ﺳﻪ ﻣﺤﻮري ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده‪ ،‬ﻣﺮاﺣﻞ آﻣﺎده ﺳﺎزي ﻧﻤﻮﻧﻪ و اﻧﺠﺎم آزﻣﺎﻳﺶ ﺳﻪ ﻣﺤﻮري‬
‫‪٨‬‬
‫ﻧﺘﺎﻳﺞ و ﺑﺤﺚ‬
‫ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻧﺎﻧﻮ رس ﺑﺮ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي و ﺣﺪود آﺗﺮﺑﺮگ‬
‫آزﻣﺎﻳﺶ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ذرات رﻳﺰ داﻧﻪ ﻧﻴﺰ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روش ﻫﻴﺪروﻣﺘﺮي ﺑﺮ روي ﺗﻴﻤﺎرﻫﺎ اﻧﺠﺎم ﺷﺪ ﻛﻪ ﻧﺘﺎﻳﺞ در ﻗﺎﻟﺐ ﻣﻨﺤﻨﻲ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي‬
‫در ﺷﻜﻞ‪ 7‬اراﺋﻪ ﮔﺮدﻳﺪه اﺳﺖ‪ .‬ﻫﻤﺎﻧﻄﻮرﻳﻜﻪ از اﺷﻜﺎل ﻣﺬﻛﻮر ﻗﺎﺑﻞ ﻣﻼﺣﻈﻪ اﺳﺖ اﻓﺰودن ذرات ﻧﺎﻧﻮ رس ﺗﺎﺛﻴﺮي در ﻣﻨﺤﻨﻲ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي‬
‫ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﻧﺪاﺷﺘﻪ اﺳﺖ‪ .‬ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻧﺎﻧﻮ رس ﺑﺮ ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﺧﻤﻴﺮاﻳﻲ ﺧﺎك آزﻣﺎﻳﺸﻬﺎي ﺣﺪ رواﻧﻲ و ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي ﺑﺮ‬
‫روي ﺗﻴﻤﺎر اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺖ ﻛﻪ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه از اﻳﻦ آزﻣﺎﻳﺸﺎت ﺑﻪ ازاي ﺗﻴﻤﺎرﻫﺎ و ﺗﻜﺮار ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ در ﺟﺪول‪ 1‬اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ‪ .‬ﺑﻪ‬
‫ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﻲ و ارزﻳﺎﺑﻲ ﻣﻴﺰان ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻧﺎﻧﻮ رس ﺑﺮ ﺣﺪ رواﻧﻲ و ﺧﻤﻴﺮي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ آﻧﺎﻟﻴﺰ آﻣﺎري اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺖ ﻛﻪ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻﻞ ﻣﻄﺎﺑﻖ‬
‫ﺟﺪول‪ 2‬اراﺋﻪ ﺷﺪه اﻧﺪ‪ .‬ﺗﺠﺰﻳﻪ وارﻳﺎﻧﺲ ﺑﻴﺎﻧﮕﺮ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﻌﻨﻲ دار ﻧﻮع ﺧﺎك ﺑﺮ ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﺧﻤﻴﺮاﻳﻲ ﺧﺎك اﺳﺖ‪ .‬ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻧﻮع ﺗﻴﻤﺎر ﺷﺎﻫﺪ‬
‫و ﻳﺎ ﻛﺎرﺑﺮد ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﻌﻨﻲ داري ﺑﺮﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﺧﻤﻴﺮاﻳﻲ ﺧﺎك ﻧﺪاﺷﺘﻪ اﺳﺖ‪ .‬اﺛﺮ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ﺗﻴﻤﺎر در ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي و رواﻧﻲ ﻧﻴﺰ ﻣﻌﻨﻲ‬
‫دار ﺑﻮده و در وﺿﻌﻴﺖﻫﺎي ﻛﺎرﺑﺮد ﺗﻴﻤﺎر ﻧﺎﻧﻮ در ﺣﺪ رواﻧﻲ و ﻋﺪم ﻛﺎرﺑﺮد ﺗﻴﻤﺎر ﻧﺎﻧﻮ در ﺣﺪ رواﻧﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮ از وﺿﻌﻴﺖ ﻛﺎرﺑﺮد و ﻋﺪم ﻛﺎرﺑﺮد‬
‫ﺗﻴﻤﺎر ﻧﺎﻧﻮ در ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي ﺑﻮده اﺳﺖ‪.‬‬
‫ﺟﺪول ‪ -1‬ﻧﺘﺎﻳﺞ آزﻣﺎﻳﺶ ﺣﺪود آﺗﺮﺑﺮگ‬
‫ﺧﺎك ﺳﺒﻚ‬
‫ﺷﺎﻫﺪ‬
‫ﺗﻜﺮار‪1‬‬
‫ﺣﺪ رواﻧﻲ‬
‫‪23/11‬‬
‫ﺗﻜﺮار‪1‬‬
‫ﺗﻜﺮار ‪2‬‬
‫ﺗﻜﺮار ‪3‬‬
‫ﺣﺪ رواﻧﻲ‬
‫‪32/92‬‬
‫‪33/06‬‬
‫‪34/91‬‬
‫ﺗﻜﺮار‪1‬‬
‫ﺗﻜﺮار ‪2‬‬
‫ﺗﻜﺮار ‪3‬‬
‫ﺣﺪ رواﻧﻲ‬
‫‪36/27‬‬
‫‪35/81‬‬
‫‪35/32‬‬
‫ﻧﺎﻧﻮ‪%1‬‬
‫ﺣﺪ رواﻧﻲ‬
‫ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي‬
‫‪21/89‬‬
‫‪NP‬‬
‫ﺧﺎك ﻣﺘﻮﺳﻂ‬
‫ﺷﺎﻫﺪ‬
‫ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي‬
‫‪NP‬‬
‫ﻧﺎﻧﻮ‪%1‬‬
‫ﺣﺪ رواﻧﻲ‬
‫ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي‬
‫‪33/46‬‬
‫‪20/26‬‬
‫‪31/81‬‬
‫‪18/86‬‬
‫‪31/85‬‬
‫‪19/81‬‬
‫ﺧﺎك ﺳﻨﮕﻴﻦ‬
‫ﺷﺎﻫﺪ‬
‫ﻧﺎﻧﻮ‪%1‬‬
‫ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي‬
‫‪21/43‬‬
‫‪21/79‬‬
‫‪20/63‬‬
‫‪٩‬‬
‫ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي‬
‫‪23/27‬‬
‫‪22/21‬‬
‫‪20/94‬‬
‫ﺣﺪ رواﻧﻲ‬
‫‪36/27‬‬
‫‪35/12‬‬
‫‪31/72‬‬
‫ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي‬
‫‪21/43‬‬
‫‪23/00‬‬
‫‪20/22‬‬
‫ﺷﻜﻞ‪ :5‬ﻣﻨﺤﻨﻲ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﺑﺮاي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﺎك ﺳﺒﻚ‬
‫‪١٠‬‬
‫ﺟﺪول ‪ -2‬ﺗﺠﺰﻳﻪ واراﻧﺲ ﺑﺮاي ﺣﺪود اﺗﺮﺑﺮگ ﺧﺎك‬
‫‪SS‬‬
‫‪df‬‬
‫‪MS‬‬
‫‪F‬‬
‫‪SOV‬‬
‫‪6.325‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3.163‬‬
‫‪2.810ns‬‬
‫‪417.825‬‬
‫‪2‬‬
‫‪208.912‬‬
‫**‪185.617‬‬
‫‪.001‬‬
‫‪1‬‬
‫‪.001‬‬
‫‪.001ns‬‬
‫‪996.784‬‬
‫‪1‬‬
‫‪996.784‬‬
‫**‪885.635‬‬
‫اﺛﺮ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ﻧﻮع ﺧﺎك در ﺗﻴﻤﺎر‬
‫‪2.244‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1.122‬‬
‫‪.997ns‬‬
‫اﺛﺮ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ﻧﻮع ﺧﺎك در ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي رواﻧﻲ‬
‫‪3.643‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3.643‬‬
‫‪3.236ns‬‬
‫اﺛﺮ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ﺗﻴﻤﺎر در ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي رواﻧﻲ‬
‫‪11.138‬‬
‫‪1‬‬
‫‪11.138‬‬
‫**‪9.896‬‬
‫اﺛﺮ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ﻧﻮع ﺧﺎك در ﺗﻴﻤﺎر در ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي رواﻧﻲ‬
‫‪1.586‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1.586‬‬
‫‪1.409ns‬‬
‫ﺧﻄﺎ‬
‫‪18.008‬‬
‫‪16‬‬
‫ﺗﻜﺮار‬
‫ﻧﻮع ﺧﺎك‬
‫ﺗﻴﻤﺎر‬
‫ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي و رواﻧﻲ‬
‫‪a‬‬
‫‪1.126‬‬
‫‪ - ** ،*،Ns‬ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﻏﻴﺮ ﻣﻌﻨﻲ دار‪ ،‬ﻣﻌﻨﻲ دار در ﺳﻄﺢ ‪ %5‬و ﻣﻌﻨﻲ دار در ﺳﻄﺢ ‪%1‬‬
‫ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻧﺎﻧﻮ رس ﺑﺮ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺗﺮاﻛﻤﻲ‬
‫آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺮاﻛﻢ ﻧﻴﺰ ﺑﺮ روي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺎ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﺗﻴﻤﺎر و ﺗﻜﺮارﻫﺎ اﻧﺠﺎم و ﻣﻨﺤﻨﻲ ﺗﺮاﻛﻢ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﻫﺮﻳﻚ از اﻧﻬﺎ ﺗﺮﺳﻴﻢ‬
‫ﮔﺮدﻳﺪ‪ .‬ﭘﺲ از ﺗﺮﺳﻴﻢ ﻣﻨﺤﻨﻲ ﺗﺮاﻛﻢ ﺑﻪ ازاي ﻫﺮ ﻳﻚ از ﺗﻴﻤﺎرﻫﺎ ﻣﻘﺎدﻳﺮ رﻃﻮﺑﺖ ﺑﻬﻴﻨﻪ و داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺧﺸﻚ ﻣﺎﻛﺰﻳﻤﻢ ﻫﺮﻳﻚ از ﻧﻤﻮﻧﻪ از‬
‫ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻫﺎي ﻣﺮﺑﻮﻃﻪ اﺳﺘﺨﺮاج ﺷﺪه ﻛﻪ ﻧﺘﺎﻳﺞ آﻧﻬﺎ در ﺟﺪول‪ 3‬اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ‪.‬‬
‫ﺟﺪول‪ - 3‬ﻣﻘﺎدﻳﺮ رﻃﻮﺑﺖ ﺑﻬﻴﻨﻪ و داﻧﺴﻴﺘﻪ ﺧﺸﻚ ﻣﺎﻛﺰﻳﻤﻢ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ‬
‫ﺧﺎك ﺳﺒﻚ‬
‫ﺷﺎﻫﺪ‬
‫ﺧﺎك ﻣﺘﻮﺳﻂ‬
‫ﺷﺎﻫﺪ‬
‫ﻧﺎﻧﻮ‬
‫ﺧﺎك ﺳﻨﮕﻴﻦ‬
‫ﻧﺎﻧﻮ‬
‫ﻧﺎﻧﻮ‬
‫ﺷﺎﻫﺪ‬
‫‪wp‬‬
‫‪γd‬‬
‫‪wp‬‬
‫‪γd‬‬
‫‪wp‬‬
‫‪γd‬‬
‫‪wp‬‬
‫‪γd‬‬
‫‪wp‬‬
‫‪γd‬‬
‫‪wp‬‬
‫‪γd‬‬
‫‪15/44‬‬
‫‪1/48‬‬
‫‪14/14‬‬
‫‪1/91‬‬
‫‪14/70‬‬
‫‪1/74‬‬
‫‪14/84‬‬
‫‪1/72‬‬
‫‪18/51‬‬
‫‪1/68‬‬
‫‪17/60‬‬
‫‪1/65‬‬
‫‪١١‬‬
‫ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﻘﺎدﻳﺮ اراﺋﻪ ﺷﺪه در ﺟﺪول‪ 3‬ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻣﻲ ﮔﺮدد اﻓﺰودن ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ رس ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻗﺎﺑﻞ ﻣﻼﺣﻈﻪ در ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺗﺮاﻛﻤﻲ ﻧﺪاﺷﺘﻪ اﺳﺖ‪.‬‬
‫ﻧﺘﺎﻳﺞ آزﻣﺎﻳﺶ ﺳﻪ ﻣﺤﻮري‬
‫ﻣﻄﺎﺑﻖ روﺷﻬﺎي ذﻛﺮ ﺷﺪه در ﺑﺨﺶ ﻗﺒﻠﻲ آزﻣﺎﻳﺶ ﺳﻪ ﻣﺤﻮري‪ UU‬ﺑﺮ روي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ اﻧﺠﺎم ﺷﺪ‪ .‬ﺑﺪﻳﻦ ﻣﻨﻈﻮر اﺑﺘﺪا ﻣﻨﺤﻨﻲ ﻫﺎي ﺗﻨﺶ‬
‫– ﻛﺮﻧﺶ ﻧﻤﻮدارﻫﺎي ﺗﻨﺶ‪-‬ﻛﺮﻧﺶ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﺑﻪ ازاي ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻣﺘﻔﺎوت ﺗﻨﺶ ﻫﻤﻪ ﺟﺎﻧﺒﻪ ‪ (σ3=100, σ3=200, σ3=300) kpa‬و ﺑﻪ‬
‫ازاي ﻫﺮﻳﻚ از ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﺗﺮﺳﻴﻢ و ﺑﺮ اﺳﺎس آﻧﻬﺎ ﻣﻘﺪار اﺧﺘﻼف ﺗﻨﺶ ﻫﺎ ) ‪ ( ∆σ‬ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﮔﺮدﻳﺪ‪ .‬ﺳﭙﺲ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺸﺨﺺ ﺑﻮدن‬
‫ﻣﻘﺪار ﺗﻨﺶ ﺟﺎﻧﺒﻲ )‪ ( σ3‬ﻣﻘﺪار ﺗﻨﺶ ﻣﺤﻮري) ‪ (σ1‬ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪ‪ .‬ﺑﺪﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ ﺑﺎ ﻣﻌﻠﻮم ﺷﺪن ﺗﻨﺸﻬﺎي ﺟﺎﻧﺒﻲ و ﻣﺤﻮري دواﻳﺮ ﻣﻮﻫﺮ‬
‫ﺗﺮﺳﻴﻢ و ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ آﻧﻬﺎ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ ‪ C‬و زاوﻳﻪ اﺻﻄﻜﺎك داﺧﻠﻲ ‪ φ‬ﺗﻌﻴﻴﻦ ﮔﺮدﻳﺪﻧﺪ‪ .‬ﻧﺘﺎﻳﺞ ﻛﻠﻲ اﻧﺪازه ﻫﺎي ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ و زاوﻳﻪ‬
‫اﺻﻄﻜﺎك داﺧﻠﻲ در ﺟﺪول‪ 4‬اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ‪.‬‬
‫ﺟﺪول ‪ -4‬ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﺑﺮﺷﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي ﻣﻮرد آزﻣﺎﻳﺶ‬
‫ﺧﺎك ﺳﺒﻚ‬
‫ﺷﺎﻫﺪ‬
‫ﺧﺎك ﻣﺘﻮﺳﻂ‬
‫ﺷﺎﻫﺪ‬
‫ﻧﺎﻧﻮ‬
‫ﺧﺎك ﺳﻨﮕﻴﻦ‬
‫ﻧﺎﻧﻮ‬
‫ﻧﺎﻧﻮ‬
‫ﺷﺎﻫﺪ‬
‫‪C‬‬
‫‪φ‬‬
‫‪C‬‬
‫‪φ‬‬
‫‪C‬‬
‫‪φ‬‬
‫‪C‬‬
‫‪φ‬‬
‫‪C‬‬
‫‪φ‬‬
‫‪C‬‬
‫‪φ‬‬
‫ﺗﻜﺮار ‪1‬‬
‫‪86/8‬‬
‫‪21/7‬‬
‫‪5/5‬‬
‫‪33/1‬‬
‫‪59/9‬‬
‫‪29/2‬‬
‫‪85/9‬‬
‫‪17/6‬‬
‫‪103/2‬‬
‫‪22/9‬‬
‫‪98/2‬‬
‫‪24/8‬‬
‫ﺗﻜﺮار ‪2‬‬
‫‪115/2‬‬
‫‪29/6‬‬
‫‪49/5‬‬
‫‪29/9‬‬
‫‪135/0‬‬
‫‪23/2‬‬
‫‪64/6‬‬
‫‪19/9‬‬
‫‪125/3‬‬
‫‪82/1‬‬
‫‪34/5‬‬
‫‪14/2‬‬
‫‪96/5‬‬
‫‪29‬‬
‫‪72/9‬‬
‫‪28/9‬‬
‫‪49/0‬‬
‫‪30/2‬‬
‫ﺗﻜﺮار ‪3‬‬
‫ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﻲ و ارزﻳﺎﺑﻲ ﻣﻴﺰان ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻧﺎﻧﻮ رس ﺑﺮ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﭼﺴﺒﺪﮔﻲ و زاوﻳﻪ اﺻﻄﻜﺎك داﺧﻠﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ آﻧﺎﻟﻴﺰ اﻣﺎري اﻧﺠﺎم‬
‫ﮔﺮﻓﺖ ﻛﻪ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻﻞ ﻣﻄﺎﺑﻖ ﺟﺪاول ‪ 5‬اﻟﻲ ‪ 6‬اراﺋﻪ ﺷﺪه اﻧﺪ‪.‬‬
‫ﺟﺪول ‪ -5‬ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ ‪ C‬ﺑﺮاي ﺧﺎك ﺷﺎﻫﺪ و ﺧﺎك ﺗﻴﻤﺎر ﺷﺪه ﺑﺎ ذرات ﻧﺎﻧﻮ‬
‫ﻧﻮع ﺗﻴﻤﺎر‬
‫ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ ﻣﻘﺪار ‪C‬‬
‫ﺷﺎﻫﺪ‬
‫‪104.260‬‬
‫‪١٢‬‬
‫ﺗﻴﻤﺎر ﻧﺎﻧﻮ‬
‫‪67.482‬‬
‫ﺟﺪول ‪ -6‬ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ زاوﻳﻪ اﺻﻄﻜﺎك داﺧﻠﻲ ﺑﺮاي ﺧﺎك ﺷﺎﻫﺪ و ﺧﺎك ﺗﻴﻤﺎر ﺷﺪه ﺑﺎ ذرات ﻧﺎﻧﻮ‬
‫ﻧﻮع ﺗﻴﻤﺎر‬
‫ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ ﻣﻘﺪار زاوﻳﻪ اﺻﻄﻜﺎك‬
‫ﺷﺎﻫﺪ‬
‫‪34.815‬‬
‫ﺗﻴﻤﺎر ﻧﺎﻧﻮ‬
‫‪25.2167‬‬
‫ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺟﺪاول ‪ 5‬و ‪ 6‬ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻣﻲ ﮔﺮدد ﻛﺎرﺑﺮد ذرات ﻧﺎﻧﻮ در ﺧﺎك ﻣﻮﺟﺐ ﻛﺎﻫﺶ زﻳﺎدي در ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ ﻣﻘﺪار ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ و زاوﻳﻪ‬
‫اﺻﻄﻜﺎك داﺧﻠﻲ ﮔﺮدﻳﺪه اﺳﺖ‪ .‬اﻳﻦ ﺑﺪان ﻣﻌﻨﻲ اﺳﺖ اﻓﺰاﻳﺶ ﻧﺎﻧﻮ رس ﻣﻮﺟﺐ ﻛﺎﻫﺶ ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻫﺎي ﺑﺮﺷﻲ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ‬
‫ﺧﺎك ﻣﻲ ﮔﺮدد‪ .‬اﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮع از ﻧﻈﺮ ﺧﺎك ورزي ﺑﺴﻴﺎر ﺣﺎﻳﺰ اﻫﻤﻴﺖ اﺳﺖ‪ .‬ﻛﺎﻫﺶ ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ ذرات ﺧﺎك اﻳﻦ اﻣﻜﺎن را ﻓﺮاﻫﻢ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ‬
‫ﻛﻪ ﻛﻠﻮﺧﻪ ﻫﺎ ﺑﺎ اﻧﺮژي ﻛﻤﺘﺮي ﺧﺮد ﺷﻮﻧﺪ‪.‬‬
‫ﻧﺘﻴﺠﻪ ﮔﻴﺮي‬
‫ﺑﺮ اﺳﺎس ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻﻞ از ﺑﺮرﺳﻲ ﻫﺎ و آزﻣﺎﻳﺸﻬﺎي اﻧﺠﺎم ﺷﺪه در اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﻧﺘﻴﺠﻪ ﮔﻴﺮي زﻳﺮ ﻗﺎﺑﻞ اﺳﺘﻨﺘﺎج اﺳﺖ‪.‬‬
‫‪-‬‬
‫اﻓﺰودن ذرات ﻧﺎﻧﻮ رس ﺗﺎﺛﻴﺮي در ﻣﻨﺤﻨﻲ داﻧﻪ ﺑﻨﺪي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﻧﺪاﺷﺘﻪ اﺳﺖ‪.‬‬
‫‪-‬‬
‫ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺗﺠﺰﻳﻪ وارﻳﺎﻧﺲ ﺑﻴﺎﻧﮕﺮ ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﻌﻨﻲ دار ﻧﻮع ﺧﺎك ﺑﺮ ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﺧﻤﻴﺮاﻳﻲ ﺧﺎك ﺑﻮد‪.‬‬
‫‪-‬‬
‫اﺛﺮ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ﺗﻴﻤﺎر در ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي و رواﻧﻲ ﻧﻴﺰ ﻣﻌﻨﻲ دار ﺑﻮده و در وﺿﻌﻴﺖﻫﺎي ﻛﺎرﺑﺮد ﺗﻴﻤﺎر ﻧﺎﻧﻮ در ﺣﺪ رواﻧﻲ و ﻋﺪم ﻛﺎرﺑﺮد‬
‫ﺗﻴﻤﺎر ﻧﺎﻧﻮ در ﺣﺪ رواﻧﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮ از وﺿﻌﻴﺖ ﻛﺎرﺑﺮد و ﻋﺪم ﻛﺎرﺑﺮد ﺗﻴﻤﺎر ﻧﺎﻧﻮ در ﺣﺪ ﺧﻤﻴﺮي ﺑﻮده اﺳﺖ‪.‬‬
‫‪-‬‬
‫ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه ﻣﺸﺨﺺ ﮔﺮدﻳﺪ اﻓﺰودن ﻣﺎده ﻧﺎﻧﻮ رس ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻗﺎﺑﻞ ﻣﻼﺣﻈﻪ در ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺗﺮاﻛﻤﻲ ﻧﺪاﺷﺘﻪ اﺳﺖ‪.‬‬
‫‪-‬‬
‫ﻛﺎرﺑﺮد ذرات ﻧﺎﻧﻮ در ﺧﺎك ﻣﻮﺟﺐ ﻛﺎﻫﺶ زﻳﺎدي در ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦ ﻣﻘﺪار ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ و زاوﻳﻪ اﺻﻄﻜﺎك داﺧﻠﻲ ﮔﺮدﻳﺪه اﺳﺖ‪.‬‬
‫‪١٣‬‬
‫ ﻋﻤﻠﻴﺎت‬،‫ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﻳﻨﻜﻪ اﻓﺰاﻳﺶ ﻧﺎﻧﻮ رس ﻣﻮﺟﺐ ﻛﺎﻫﺶ ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻫﺎي ﺑﺮﺷﻲ و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ ﺧﺎك ﻣﻲ ﮔﺮدد‬
-
.‫ﺧﺎك ورزي در ﺧﺎﻛﻬﺎي ﺗﻴﻤﺎر ﺷﺪه راﺣﺖ ﺗﺮ و ﺑﺎ اﻧﺮژي ﻛﻤﺘﺮي ﺻﻮرت ﻣﻲ ﮔﻴﺮد‬
‫ﻣﺮاﺟﻊ‬
forum.p30word.com
feedstuffs.com/story
‫ ﻣﻘﺎﻟﻪ ي ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﻧﺎﻧﻮ ﺗﻜﻨﻮﻟﻮژي ﻗﺎﺑﻞ دﺳﺘﺮس در‬.(1389) .‫ ﺑﻲ ﻧﺎم‬-1
‫ ﻗﺎﺑﻞ دﺳﺘﺮس در‬Nanoclay development may benefit feeding ‫ ﻣﻘﺎﻟﻪ‬.(1389) .‫ ﺑﻲ ﻧﺎم‬-٢
nanoclay development may benefit feeding (0 80876)
nano.ir ‫ ﻗﺎﺑﻞ دﺳﺘﺮس در‬.‫ ﺗﺜﺒﻴﺖ ﺧﺎك ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺧﺎﺻﻴﺖ ﻧﺎﻧﻮ ذرات رس‬.(1389) .‫ﺑﻲ ﻧﺎم‬
-3
. ‫ اﻧﺘﺸﺎرات ﻗﺎﺋﻢ‬. ‫ ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ ﺧﺎك‬.( 1371) .‫ ح‬،‫ رﺣﻴﻤﻲ‬-4
‫ ﻓﺼﻞ ﺳﻮم ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﻧﺎﻧﻮ ﺗﻜﻨﻮﻟﻮژي در‬.‫ ﻧﻮرﭘﺮدازان‬.‫ ﻣﻘﺪﻣﻪ اي ﺑﺮ ﻧﺎﻧﻮ ﺗﻜﻨﻮﻟﻮژي‬. (1384).‫ ا‬،‫ ﺧﺪاﻳﺎري‬.‫ ا‬،‫ ﺳﺎدات ﻧﻮري‬-5
‫ﻋﻠﻢ ﻛﺸﺎورزي‬
6- Jose Feneque. 2003 available in: nanotech-now.com/jose-Feneque/VeterinaryApplicationsNanotechnology.htm
7- D.Bhattachryya, D.meyer, J.Xu, L.Bachas, 2004. Membrane based Nanostructure Metals for
Reductive Degradation of Hazardous Organics at Room Temperature, Nanotechnology Grantee
workshop
8- W. Zhang, 2005. Nanoscale Iron Particle for Environmental Remediation, Journl of Nanoparticle
, Research 5. PP.323-332
١٤
Effect of nanoclay particles on the properties of soil tillage
Hooman Sharifnasab1*, Hamidreza Gazor1, Nader Abbasi1, Karim Gerami2, Mohammad unesi1
1-Member of Scientific board of AERI
[email protected]
2-Resercher of AERI
Abstract:
Due to limitations of conventional tillage and sustainable agriculture necessitates the
use of modern methods of tillage is necessary. Thus, considering the three types of
soil with different texture (light, medium and heavy) and two levels of nanoclay
material contains no polymeric material and a percentage of the amount of nanoclay,
the number of replications of 6 treatments in 3 Physical and mechanical gradation,
were Atterberg Limits, compaction and triaxial . The results of the study showed
that the additions of nanoclay particles affect the Grading Curve, Atterberg Limits
and specifications are not cumulative. However, a large decrease in the average
amount of clay nanoparticles using surface and angle of internal friction and shear
parameters of soil. Therefore, we can conclude that an increase in shear strength was
reduced and consequently nanoclay tillage soils can be treated more easily and with
less energy.
Keywords:
Atterberg Limits, maximum dry density, optimum moisture content, shear strength,
nanoclay
١٥