Abstract
The leakage of petroleum products contaminates the soil and changes its physical and mechanical properties. This paper is a part of an extensive laboratory program aimed at promoting greater understanding of the influence of petroleum-derived contaminants on the geotechnical properties of soils. The laboratory tests included basic properties, Atterberg limits, consolidation, direct shear, and unconfined compression tests, all of which were carried out on clean and contaminated kaolinite specimens at the same relative compactions. Contaminated specimens were prepared by mixing kaolinite with different gas oil contents. Results indicate an increase in the cohesion and a decrease in both the friction angle and compressibility of kaolinitic soilswith increasing the gas oil content. Results are intended to provide an alternative to the treatment methods currently used in practice for petroleum-contaminated sites and help bridge/narrow the gap between research and practice in environmental protection of the sites
چکیده
نشت آلودگی های نفتی خاک را آلوده می کند و ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی آن را تغییر می دهد. این مقاله بخشی از یک برنامه ی آزمایشگاهی گسترده است که بر روی افزایش درک نسبت به تاثیر آلودگی های نفتی بر روی مشخصات ژئوتکنیکی خاکها تمرکز کرده است. آزمون های آزمایشگاهی در این تحقیق عبارتند از: آزمون مشخصه های اصلی، حدود آتربرگ، تثبیت، برش مستقیم و تست فشرده سازی آزاد، همه ی این آزمون ها بر روی نمونه های کائولینیتی آلوده و تمیز انجام شد. نمونه های آلوده به وسیله ی مخلوط کردن کائولینیت با محتویات نفت گاز مختلف آماده شد. نتایج افزایش چسبندگی و کاهش هر دو زاویه ی اصطکاک و توانایی فشرئه شدن خاک های کائولینیتی با افزایش میزان نفت گاز یود. نتایج جایگزینی برای روش های نصفیه ی کنونی مورد استفاده برای مکان های آلوده به نفت ارائه می کند و کمک می کند تا پلی بین تحقیق و عمل در زمینه ی آلودگی های نفتی زیست محیطی زده شود.
1-مقدمه
نفت و انتشار نفت گاز (یا سوخت دیزلی) از مخزن های قدیمی و فرسوده، لوله ها، واحدهای تصفیه و حمل و نقل نفت سبب آلودگی خاک اطراف می شود. گسترش آلودگی به مشخصات نفوذ و نگهداری آن در خاک بستگی دارد ((Fine et al., 1997. چنین آلودگی هایی تنها سبب تغییرات در خاک نمی شود، بلکه مشخصه های فیزیکی و مکانیکی آن را هم تغییر می دهد. انواع روشهای پالایش مانند استخراج واکیوم و جداسازی به وسیله ی سانتریفیوژها، روشهای بیولوژیکی و روشهای شستشوی خاک برای پاک کردن خاک آلوده استفاده می شود (Riser-Roberts, 1998). به هر حال مشخص شده است که اجرای آنها در عمل، به ویژه در مناطق بسیار آلوده به واسطه ی هزینه های بسیار گزاف محدود شده است. یک راه حل بهتر می تواند استفاده از خاک آلوده در عملیات های مهندسی عمران شامل خاک ریزی، زیرسازی و روسازی باشد. علاوه بر این نگرانی های زیست محیطی در مورد آلودگی آبهای زیرزمینی و اثرات دیگر هم وجود دارد. بررسی مشخصات ژئوتکنیکی خاکهای آلوده باید انجام شود. از نتایج این بررسی می توان برای طراحی فونداسیون مخزن ها برای تضمین استحکام آن در زمان عمر مفید آنها بهره برد. همچنین آنها بازبینی مجدد طرح فونداسیون از ساختارهای موجود را مشروط به بروز آلودگی می کند.
تعدادی تحقیق بر روی مشخصات ژئوتکنیکی خاکهای آلوده به هیدروکربن های نفتی انجام شده است. Cook (1992) فشردگی، تراکم و استحکام شن درجه بندی شده ی یکنواخت آلوده به نفت خام را بررسی کرد. آنها گزارش کردند که اگر چه آلودگی نفتی اثر معنی داری بر روی مشخصه های تراکم بر جا نمی گذارد، اما زاویه ی اصطکاک را کاهش داده و در نهایت قابلیت فشرده شدن شن را افزایش می دهد. نتایج مشابهی به وسیله ی(1994) Puri et al. (1994) and Meegoda and Ratnaweera برای خاک رسی و شنی بدست آمد. علاوه بر این ویژگیهای ژئوتکنیکی شن آلوده به نفت کشور کویت هم به وسیله ی Al-Sanad et al. (1995). مطالعه شد. دوباره نتایج نشان داد که کاهش اندکی در استحکام و نفوذپذیری و افزایش توانایی فشرده شدن شن رخ داد. در ادامه Al-Sanad and Ismael (1997) افزایش استحکام و سفتی شنهای آلوده به نفت در کویت به واسطه ی کاهش محتوای گاز را گزارش کرد. Aiban (1998) اثر دما را بر روی ویژگیهای ژئوتکنیکی شن های آلوده را بررسی کرد و عدم حساسیت مقاومت برشی آنها در برابر دما در مقایسه با قابیلست فشردگی خاک به واسطه ی افزایش دما را گزارش کرد. یک کاهش شدید در فونداسیون باریک کم عمق احداث شده بر روی شن های آلوده به نفت به وسیله یShin and Das (2001) گزارش شده است.
مطالعات بر روی مشخصه های ژئوتکنیکی خاکهای دانه ریز اخیرا شتاب گرفته است. Khamehchiyan et al. (2007) مشخصه های ژئوتکنیکی خاکهای شنی و رسی آلوده به نفت را بررسی کرد و کاهش مقاومت، نفوذپذیری، حداکثر تراکم خشک، محتوای نگهداری بهینه ی آب و حدود آتربرگ این خاکها را گزارش کرد. Singh et al. (2008) افزایش 35 تا 50 درصدی تثبیت خاکهای دانه ریز آلوده به هیدروکربن های نفتی را گزارش کرد. همچنین آنها یک فاکتور اصلاحی برای معادلات تجربی ارائه شده به وسیله ی Skempton and Jones (1944) برای برآورد شاخص فشرده شدن از حدود مایع ارائه کردند. مدلی به وسیله ی Di Matteo et al. (2011) برای پیش بینی شاخص فشردگی کائولینیت آلوده به مخلوط گازوییل – اتانول معرفی شد. اخیرا Kermani and Ebadi (2012) گزارش کرد که افزایش زاویه ی اصطکاک، حداکثر تراکم خشک، شاخص فشردگی و حدود آتربرگ با یک کاهش در میزان آب بهینه و چسبندگی خاک های دانه ریز در خاکهای آلوده به نفت دیده می شود. یک مطالعه بر روی رفتار شمع های جاسازی شده در شن آلوده به نفت به وسیله ی Nasr (2013) انجام شده است...