مطالعه تاثیر آلودگی نفتی بر نفوذپذیری و مقاومت برشی خاک‌های ماسه‏ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران دانشکده فنی دانشگاه تهران، ایران

چکیده

انتشار آلودگی‌‌های نفتی در خاک می‌تواند بر شاخصه‌های ژئوتکنیکی خاک تاثیر گذارد و موجب بروز مخاطراتی شود. در این مقاله تاثیر آلودگی نفتی بر مقاومت برشی و نفوذپذیری خاک‌های ماسه‌ای مطالعه شده ‌است. برای انجام آزمایش‌ها، چهار نمونه خاک ماسه‌ای شامل ماسه خوب‏دانه‌بندی‏‌شده، ماسه بددانه‌بندی‏‌شده، ماسه لای‌دار و ماسه رس‌دار تهیه و آزمایش‌های تراکم استاندارد، حدود خمیری، برش مستقیم و نفوذپذیری بر روی آنها انجام شده‏اند. نفت خام تهیه‏شده از پالایشگاه تهران به‏عنوان آلاینده نفتی استفاده و در درصدهای وزنی 4، 8، 12 و 16 نسبت به وزن خشک خاک به نمونه‌ها اضافه شده ‌‌است. در مجموع 60 نمونه ماسه‌ای با درصدهای مختلف نفت خام تهیه و آزمایش شده ‌است. نتایج آزمایش‌های برش مستقیم نشان‌دهنده کاهش زاویه اصطکاک داخلی نمونه‌های ماسه‌ای در اثر افزایش درصد آلودگی نفتی است. هم‏چنین نتایج نشان دادند که آلودگی نفتی موجب کاهش چسبندگی نمونه‌های ماسه‌ای رس‌دار و افزایش چسبندگی دیگر نمونه‌ها می‌شود. تاثیر تبخیر بخشی از ترکیبات نفتی بر مقاومت برشی در نمونه‌های 16 درصد آلوده آزمایش و درباره نتایج آزمایش برش مستقیم بحث شده ‌است. نتایج آزمایش‌های نفوذپذیری نشان دادند که با افزایش مقدار نفت خام، ضریب نفوذپذیری نمونه ماسه‌ای رس‌دار افزایش می‌یابد. ضریب نفوذپذیری دیگر نمونه‌های ماسه‌ای با افزایش مقدار نفت خام در ابتدا افزایش و سپس کاهش می‌یابد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Oil Contamination Effect on Permeability and Shear Strength of Sandy Soils

نویسندگان [English]

  • mohammad javad mehdizadeh
  • reza ghiassi
  • cambiz behnia
School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Iran
چکیده [English]

Oil contamination in soil affects the geotechnical properties of soil and may lead to hazards. In this research, the effect of oil contamination on shear strength and permeability of sandy soils has been studied. To perform geotechnical tests, four sandy soil samples including poorly graded sand, well graded sand, muddy sand and clayey sand have been produced, then standard proctor test, atterberg limit test, direct shear test and permeability test have been carried out on samples. Crude oil used as the oil contaminant has been taken from Tehran Refinery and has been added to specimens with weight ratio of 12, 8, 4 and 16 percent by dry weight of soil. Total of 60 sandy specimens have been produced with different crude oil percentage, and geotechnical tests have been carried out on each specimen. Results of direct shear tests have showed that friction angle in all of sandy specimens is reduced by increasing oil content. The results also showed that oil contamination in well graded sand, poorly graded sand and muddy sand creates an artificial cohesion and decreases cohesion of clayey sand. Effect of oil components’ evaporation on shear strength has been studied on %16 contaminated specimens and direct shear test results have been discussed. Permeability tests showed that by increasing the crude oil, permeability coefficient of clayey sand increases permanently, while permeability coefficient in poorly graded sand, well graded sand and muddy sand first increases and then begins to decrease.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Crude Oil
  • Sandy Soil
  • Permeability Coefficient
  • Cohesion
  • Internal Friction Angle

[1]. Aiban S. A. “The effect of temperature on the engineering properties of oil-contaminated sand,” Journal of Environmental International, Vol. 24, Issues 1–2, pp. 153-161, January–February 1998.##

[2]. Shin E. C. and Das B. M. “Bearing capacity of unsaturated oil contaminated sand,” International Journal of Offshore and Polar Engineering, Vol. 11, Issue 3, pp. 220-227, 2001.##

[3]. Alsanad H. A., Eid W. K. and Ismael N. F., “Geotechnical properties of oil contaminated Kuwaiti sand,” Journal of Geotechnical Engineering, ASCE 121, Vol. 121, Issue 5, May 1995.##

[4]. Shin E. C., Lee J. B. and Das B. M. “Bearing capacity of a model scale footing on crude oil-contaminated sand,” Journal of Geotechnical and Geological Engineering, Vol. 17, Issue 2,  pp. 123–132, June 1999.##

[5]. Khamehchiyan M., Charkhabi A. M. and Tajik M. “Effects of crude oil contamination on geotechnical properties of clayey and sandy soils,” Journal of Engineering Geology, Vol. 89, Issues 3–4, pp. 220–229, 6 February 2007.##

[6]. Rahman Z. A., Hamzah U. and Ahmad N. “Geotechnical characteristic of oil contaminated granitic and metasedimentary soils,” Asian Journal of Applied Sciences, 3: pp. 237-249, 2010.##

[7]. Rahman Z. A., Hamzah U., Taha M. R., Ithnain N. S. and Ahmad N. “Influence of oil contamination on geotechnical properties of basaltic residual soil,” American Journal of Applied Sciences, 7 (7): pp. 954-961, 2010.##

[8]. Nazir A. K. “Effect of motor oil contamination on geotechnical properties of over consolidated clay,” Alexandria Engineering Journal, Vol. 50, Issue 4, pp. 331–335 Dec. 2011.##

[9]. Ijimdiya T. S. and Igboro T. “Effect of used oil on the strength and compressibility behavior of lateritic soil,” 4th West Africa Built Environment Research Conference, Vol. 1, pp. 715-723, Abuja, Nigeria 24-26 July 2012.##

[10]. محرم‌زاده سرای خ.، محمدی س. د.، نیکودل م. ر.، غبرایی ر. و کنگری م. ک. "بررسی خصوصیات ژئوتکنیکی خاک‏های سطحی آلوده پالایشگاه تبریز،" سی و یکمین گردهمایی علوم زمین، 1391، تهران.##

[11]. خسروی الف.، صبور م. ر.، قاسم‏زاده ح. و کاهی ف. "مطالعه آزمایشگاهی تاثیر گازوییل بر پارامترهای مقاومت برشی کائولینیت،" دومین سمپوزیوم بین‌المللی مهندسی محیط ‌زیست،1390، تهران.##

[12]. Sim Y. L. and Lee C. Y. “Some geotechnical properties of palm biodiesel contaminated mining sand and weathered granite soil,” IJASTER Research Paper, Vol. 1, Issue 4, 2012.##

[13]. Sim Y. L. and Lee C. Y. “Behavior of piles in palm biodiesel contaminated mining sand,” International Journal of Environmental Sciences, Vol. 3, pp. 1822-1830, 2013.##

[14]. Sim Y. L. and Lee C. Y. “Aging effect on palm biodiesel contaminated mining sand,” Journal of Research in##

Architecture and Civil Engineering, Vol.1, pp. 5-8, 2013.##

[15]. Naeini, S. A. & M. M. Shojaedin. “Effect of Oil Contamination on the Liquefaction Behavior of Sandy Soils,” International Journal of Environmental, Chemical, Ecological, Geological and Geophysical Engineering, Vol. 8, 2014.##

[16]. ASTM D854, 2010, “Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by Water Pycnometer”.##

[17]. ASTM D4318, 2010, “Standard Test Method for Liquid Limit, Plastic Limit and Plasticity Index of Soil”.##

[18]. ASTM D698, 2007, “Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristic of Soil Using Standard Effort”##.

[19]. ASTM D3080, 2011, “Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils under Consolidated Drained Conditions”.##

[20]. ASTM D2434, 2006, “Standard Test Method for Permeability of Granular Soils(Constant Head)”.##

[21]. Ur-Rehman, H., S. N. Abduljauwad & T. Akram. “Geotechnical Behavior of Oil-Contaminated Fine Grained Soils,” Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 12A, 2007.##

[22]. Chew, S.J. & C. Y. Lee. “Simple Shear Behavior of Palm Biodiesel Contaminated Soil,” ARPN Journal of Engineering and Applied Science, Vol. 5, pp. 6-9, 2010.##

[23]. Mitchell, J. K. “Fundamentals of Soil Behaviour,” New York, John Wiley & Sons, Inc., 1993.##