فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول-کلیات
1-1- مقدمه………………………….. 2
1-2- اهداف پژوهش…………………….. 3
1-3- ساختار پژوهش……………………. 3
فصل دوم-پیشینه تحقیق
2-1- مقدمه………………………….. 6
2-2- تاریخچه نانوفناوری………………. 6
2-3- دلایل استفاده از فناوری نانو………. 7
2-4- نانو فناوری و مهندسی ژئوتکنیک…….. 9
2-5-بررسی های انجام گرفته در مورد پدیده خود ترمیمی 13
2-6-جمع بندی………………………… 18
فصل سوم- ویژگی های خاک های رسی
3-1- مقدمه………………………….. 21
3-2- کانی های رسی و طبقه بندی آنها…….. 21
3-3- تورم و انقباض در خاک های رسی……… 23
3-4- واگرایی خاک های رسی……………… 24
3-5- ماهیت ترک خوردگی………………… 25
3-5-1- تقسیم بندی ترک ها بر اساس ماهیت ترک 26
3-5-2- تقسیم بندی ترک ها براساس عامل اصلی خرابی 27
3-5-3- جلوگیری از ترک خوردگی………….. 29
3-6- روش های مواجه با خاک های واگرا……. 30
3-6-1-روش های طراحی و اجرای مناسب……… 31
3-7- ویژگی های مونتموریلونیت(بنتونیت)….. 32
3-8-فرآیند خودترمیمی…………………. 33
3-9- جمع بندی……………………….. 34
فصل چهارم- روش تحقیق
4-1-مقدمه…………………………… 37
4-2- مواد مصرفی……………………… 37
4-2-1-خاک رسی……………………….. 37
4-2-2-نانو رس مونتموریلونیت اصلاح نشده….. 38
4-3- تعیین حد خمیری و حد روانی………… 38
4-4- تعیین درصد واگرایی………………. 40
4-4-1-آزمایش کرامب…………………… 40
4-4-2-آزمایش هیدرومتری مضاعف………….. 41
4-5- آماده سازی مقاومت فشاری تک محوری….. 42
4-6-جمع بندی………………………… 44
فصل پنجم- بیان نتایج و تفسیر داده های آزمایشگاهی
5-1- مقدمه………………………….. 46
5-2- آزمایش کرامب……………………. 47
5-3- آزمایش هیدرومتری مضاعف…………… 47
5-4- آزمایش مقاومت فشاری محصور نشده……. 48
5-5- صحت آزمایشات انجام گرفته…………. 75
5-6- تعیین درصد بهینه نانو رس مونتموریلونیت اصلاح نشده 76
فصل ششم- نتیجه گیری و پیشنهادات
6-1- نتیجه گیری……………………… 79
6-2- پیشنهادات………………………. 82
منابع……………………………… 106








فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 3-1- کانی رس……………………….. 21
شکل 3-2- (a) چهار وجهی سیلیکا، (b) ورق های سیلیکا، © هشت وجهی تک آلومینیوم،
(d) ورق های آلومینیوم………………….. 22
شکل3-3- ساختمان کائولینیت،ایلیت و مونتموریلونیت 23
شکل3-4- نمونه های مختلف ترک ایجاد شده در اثر از دست دادن رطوبت 26
شکل3-5- ترک های ایجاد شده در طی زمان……… 27
شکل3-6-مونتموریلونیت……………………. 32
شکل3-7-ترک ترمیم یافته………………….. 33
شکل 4-1- آزمایش دانه بندی خشک وتر………… 37
شکل 4-2- تعیین حدود اتربرگ………………. 39
شکل4-3-……………………………….. آزمایش کرامب 41
شکل4-4- آزمایش هیدرومتری مضاعف…………… 42
شکل 4-5- ساخت نمونه همگن………………… 44
شکل 5-1- تغییرات نمونه خاک با 5/2 درصد نانورس بعد از دوماه با میکروسکوپ
الکترونیSEM………………………….. 75
شکل 5-2- تغییرات نمونه خاک با 5/2 درصد نانورس بعد از یکماه با میکروسکوپ
الکترونیSEM………………………….. 75

شکل 5-3- وجود نانو رس مونتموریلونیت در محل ترک بعد از دو ماه در نمونه
با 5/2درصد نانو رس با میکروسکوپ الکترونیFESEM 76


















فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول2-1- حدود خمیری، روانی و دامنه ی خمیری خاک با درصدهای مختلف افزودنی
MMN و بنتونیت……………………….. ..11
جدول4-1-مشخصات فیزیکی و شیمیایی نانورس مونتموریلونیت اصلاح نشده .38
جدول 4-2-مشخصات خاک رس مورد استفاده………. .39
جدول 5-1-تعداد آزمایش های انجام شده………. .46
جدول 5-2-نتایج آزمایش کرامب……………… .47
جدول 5-3-نتایج آزمایش هیدرومتری مضاعف…….. .47
جدول5-4-مقایسه مقاومت نهایی بدست آمده ازآزمایش تک محوری برای نمونه های خاک
با درصدهای مختلف افزودنی……………….. .48
جدول 5-5- تغییرات در زمان براساس میزان ماده افزودنی .49
جدول 5-6- تغییرات و E50در زمان 3 روز براساس میزان ماده افزودنی………………………………………… .54
جدول 5-7- تغییرات و E50 در زمان 7 روز براساس میزان ماده افزودنی………………………………………… .59
جدول 5-8- تغییرات و E50 در   زمان14 روز براساس میزان ماده افزودنی………………………………………… .64
جدول 5-9- تغییرات و E50 در زمان28 روز براساس میزان ماده افزودنی………………………………………… .69
جدول 5-10- تغییرات و E50در زمان60 روز براساس میزان ماده افزودنی………………………………………… .74



فهرست نمودارها
عنوان صفحه
نمودار2-1- حدود خمیری ، روانی و دامنه ی خمیری با درصدهای مختلف نانو رس………………………………………. …………….11
نمودار 2-2- نتایج آزمایش مقاومت فشاری محدود نشده با درصد های مختلف نانو رس………………12…………………
نمودار2-3- میزان دبی خروجی در طول آزمایش در بنتونیت 10% و رطوبت 18%………………………………………… …………….15
نمودار2-4- بررسی زمان رسیدن به خود ترمیمی کامل برای نمونه هایخاک طبیعی، خاک
طبیعی با 10% بنتونیت، خاک طبیعی با 20% بنتونیت،خاک طبیعی با 30% بنتونیت………………………………….. ……………16
نمودار2-5- تغییرات میزان جریان با زمان سپری شده ……………16
نمودار2-6- ارتباط جریان بحرانی با عمق ترک…. ……………17
نمودار2-7- ارتباط جریان بحرانی با نسبت ……………17
نمودار3-1-تاثیر رطوبت در نشست خاک………… ……………30
نمودار4-1-منحنی دانه بندی……………….. ……………38
نمودار5-1-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی در مرحله اولیه
بعد از ساخت نمونه………………………………………………………………………………………………………….50
نمودار5-2-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی بعد از 3 روز…………..50
نمودار5-3-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی در مرحله اولیه
بعد از ساخت نمونه………………………………………………………………………………………………………….51
نمودار5-4- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی بعد از 3 روز………….51
نمودار5-5- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی در مرحله اولیه
بعد از ساخت نمونه…………………………………………………………………………………………………………52
نمودار5-6- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی بعد از 3 روز……….52
نمودار5-7-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی در مرحله اولیه
بعد از ساخت نمونه…………………………………………………………………………………………………………..53
نمودار5-8- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی بعد از 3 روز………….53
نمودار5-9-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی در مرحله اولیه
بعد از ساخت نمونه………………………………………………………………………………………………………….55
نمودار5-10-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی بعداز7 روز …………55
نمودار5-11 -تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی در مرحله اولیه
بعد از ساخت نمونه…………………………………………………………………………………………………………56
نمودار5-12- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 1% افزودنی بعد از 7 روز………56
نمودار5-13-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی در مرحله اولیه
بعد از ساخت نمونه………………………………………………………………………………………………………..57
نمودار5-14 تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی بعد از 7 روز……57

نمودار5-15- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی در مرحله اولیه
بعد از ساخت نمونه………………………………………………………………………………………………………..58
نمودار5-16- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5% افزودنی بعد از 7 روز……..58
نمودار5-17-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی در مرحله اولیه
بعد از ساخت نمونه…………………………………………………………………………………………………………60
نمودار5-18-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه بدون افزودنی بعداز14 روز ……..60
نمودار5-19- تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با1% افزودنی در مرحله اولیه
بعد از ساخت نمونه………………………………………………………………………………………………………….61
نمودار5-20-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با1% افزودنی بعد از 14 روز………61
نمودار5-21-تغییرات مقاومت فشاری محصور نشده برای نمونه با 5/2% افزودنی در مرحله اولیه بعد
از ساخت نمونه………………………………………………………………………………………………………………62