مهندس حمیدرضا محبی دانشجوی دوره دکتری این دانشکده در رشته مهندسی عمران گرایش ژئوتکنیک، ۳۰ آبان‌ماه سال ۱۴۰۱ از رساله خود تحت عنوان «استفاده از سیمان ژئوپلیمری به منظور تثبیت سطحی خاک ماسه‌ای در مقابل فرسایش بادی» به‌صورت حضوری/مجازی با راهنمایی مرحوم دکتر نادر شریعتمداری و دکتر علیرضا سعیدی عزیزکندی دفاع نمود.

چکیده این رساله به شرح زیر می‌باشد: خاک های مستعد فرسایش بادی طیف وسیعی از خصوصیات را در خود جای داده است. در تحقیق حاضر اثر بهسازی ژئوپلیمریک بر روی عملکرد مقاومتی و سطحی نمونه‌های خاک-ژئوپلیمر با استفاده از نتایج آزمایش های مقاومت فشاری تک محوری و تونل باد به عنوان معیارهای غیرمستقیم و مستقیم رایج جهت ارزیابی رفتار مکانیکی و فرسایش پذیری بادی خاک، مورد بررسی قرار گرفته است. خاک ماسه ای (حاوی ۳۰ درصد سیلت غیرچسبنده فیروزکوه)، به عنوان نمونه اصلی جهت تحقیق انتخاب شده است. روش‌های متعددی جهت کاهش فرسایش سطحی خاک مورد استفاده قرار گرفته است. به کارگیری مواد شیمیایی جهت تشکیل پوسته سطحی روشی رایج برای مقابله با این پدیده می‌باشد. ژئوپلیمرها، پلیمرهای غیرآلی و غیرکریستالی هستند که با فعالسازی قلیایی مواد جامد آلومینوسیلیکات تشکیل می‌شوند. علی رغم کاربرد گسترده ژئوپلیمر جهت اصلاح خصوصیات مکانیکی و ژئوتکنیکی ساختار خاک‌های مختلف، تا حد اطلاع نویسنده رساله حاضر هیچ تحقیق مستقیم و مشخصی بر روی تثبیت سطحی خاک با استفاده از ژئوپلیمر انجام نشده است. امکان تثبیت سطحی خاک‌های شدیدا مستعد فرسایش بادی با فعال سازی قلیایی خاکستر آتشفشانی در تحقیق حاضر مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش مقاومت فشاری محصور نشده به عنوان روشی غیرمستقیم به منظور مشخص شدن فرایند اتصال ذرات خاک مورد استفاده قرار گرفته است. در نتیجه آزمایش های مکانیکی مقاومت ۲۸ روزه فشاری نمونه‌های استوانه‌ای تهیه شده با ۵ درصد خاکستر آتشفشانی و ۱۵ درصد محلول قلیایی (طرح اختلاط منتخب)، و عمل آوری شده در دمای ۶۵ درجه سانتیگراد به مقدار حدود ۲ مگاپاسکال رسیده است. با تثبیت سطحی خاک با استفاده از ژئوپلیمر پایه خاکستر آتشفشانی، پوسته سطحی مقاوم در برابر فرسایش بادی تشکیل شده است. افزایش بازدهی ترکیب خاک-ژئوپلیمر (در نتیجه هر دو نوع آزمایش مقاومت فشاری و تونل باد) با کاهش مقدار ریزدانه سیلتی نشان داد که در خاک غیر پلاستیک، روش بهسازی ژئوپلیمریک بازدهی بیشتری برای خاک های حاوی ذرات ماسه ریز دانه داشته است. با درنظر گیری ترتیب ترکیب المان‌های مختلف ژئوپلیمر با یکدیگر سه روش آماده سازی مورد بررسی قرار گرفت. روش سه فازی (شامل افزودن آب به ترکیب خاک، خاکستر آتشفشانی و سدیم هیدروکسید جامد پودری)، از نتیجه آزمون های مکانیکی به عنوان روش برگزیده انتخاب گردید. همچنین نتایج آزمایش های مقاومت فشاری و ارزیابی سطحی نمونه‌های تونل باد حاکی از مقاومت فشاری بالاتر و ضخامت لایه سطحی بیشتر در نمونه‌های آماده شده با روش سه فازی در مقایسه با روش‌های تک و دو فازی بوده است. در تحقیق حاضر اثر ضخامت لایه سطحی، مقدار محلول قلیایی و شرایط عمل آوری بر روی محدوده سرعت آستانه فرسایش بادی و فرسایش پذیری سطحی نمونه‌های تونل باد (برای خاک های ماسه تمیز، ماسه سیلتی و سیلت) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی های تونل باد حاکی از افزایش سرعت آستانه فرسایش و کاهش نرخ فرسایش پس از تثبیت سطحی ژئوپلیمریک بوده است. درنهایت، عملکرد قوی تر ژئوپلیمر عمل آوری شده تحت شرایط عمل آوری گرم حاکی از مناسب بودن این روش برای تثبیت سطحی در مناطق گرم و خشک می‌باشد. واژه‌های کلیدی: تثبیت خاک، ژئوپلیمر، خاکستر آتشفشانی، فرسایش بادی، ماسه سیلتی.  رایانامه جهت ارتباط با دانشجوی فوق: hr_mohebbicivileng.iust.ac.ir