ارزیابی کارایی روش سیمانی سازی زیستی در مقاوم سازی ماسه های روان به منظور مقابله با فرسایش بادی

Abstract

فرسایش بادی و به­تبع آن پدیده ریزگرد با وجود همه راهکارهای مقابله با آن، امری اجتناب‌ناپذیر است. بنابراین بررسی و بکارگیری روش‌های نوین جهت مقابله با این پدیده طبیعی که بیشتر منشأ فرامنطقه­ای دارد بایستی بیشتر موردتوجه واقع گیرد. در همین ارتباط در این پژوهش از یک روش نوین و سازگار با محیط زیست که از باکتری­های موجود در خاک به منظور بهبود خواص فیزیکی خاک استفاده می­کند بهره­گرفته شده است. بنابراین از گونه­ای خاص باکتری با نام علمی Sporosarcina Pasteurii، با قابلیت تولید آنزیم اوره­آز که موثر در فرآیند رسوب میکروبی کربنات کلسیم می­باشد، به بررسی میزان مقاومت فشاری خاک در برابر فرسایش بادی پرداخته ­شد. در همین راستا، از یک دستگاه نفوذسنج جیبی به منظور کمی­سازی میزان مقاومت فشاری خاک، و همچنین یک دستگاه تونل باد، به منظور شبیه سازی میزان فرسایش پذیری گونه­های خاک­ در طیف وسیعی از سرعت باد (با دامنه 1-20m/s)استفاده گردید. به منظور در نظر گرفتن شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک بر میزان بازدهی این روش، از دو گونه خاک ماسه سیلیسی با دانه­بندی متفاوت و همچنین یک گونه خاک ماسه­ای با منشا کربناته استفاده شده است. پارامترهای مورد بررسی شامل زمان­های نگهداشت 3، 7، 14، 20 و 28 روز، تزریق مجدد محلول باکتری و سمنتاسیون با فاصله زمانی 6 روز و همچنین تأثیر شرایط محیطی بر میزان اثرگذاری باکتری در خاک می­باشد. همچنین از تست SEM برای بررسی ریزساختاری خاک­ها قبل و بعد از بهسازی استفاده شد. نتایج حاصل از بکارگیری دستگاه نفوذسنج نشان داد که مقاومت فشاری خاک به صورت معنادار با زمان افزایش می­یابد که بیشترین مقاومت در ماسه کربناته به میزان 84 kPa حاصل شد. ماسه سیلیسی با توزیع دانه‌بندی ریزتر مقاومت فشاری بیشتری نسبت به گونه دیگر آن نشان داد. همچنین این نتایج نشان داد که تزریق مجدد، تأثیر افزاینده‌ای به صورت معنادار در مقاومت فشاری خاک به ‌خصوص در ماسه سیلیسی به اندازه 190% در دوره 28 روزه دارد. نتایج حاصل از شبیه­سازی میزان فرسایش در دستگاه تونل باد نشانگر عملکرد بسیار مناسب این روش در بهسازی خاک و ایجاد لایه مقاوم سطحی نسبت به فرسایش می­باشد به گونه­ای که هیچ گونه فرسایشی در دامنه سرعت­های موجود مشاهده نگردید.