| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,873 |
| تعداد مقالات | 32,555 |
| تعداد مشاهده مقاله | 42,418,876 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 19,194,476 |
طراحی، ساخت و ارزیابی الکترود ژئوسینتتیک برای زهکشی به روش الکتروکینتیک | ||
| تحقیقات مهندسی سازه های آبیاری و زهکشی | ||
| مقاله 9، دوره 20، شماره 75، مرداد 1398، صفحه 117-136 اصل مقاله (1.27 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/idser.2019.125121.1376 | ||
| نویسندگان | ||
| ثمر بهروزی نیا1؛ حجت احمدی* 2؛ نادر عباسی3؛ اکبر عرب جوادی4 | ||
| 1دانشجوی دکترای سازه های آبی گروه سازه های آبی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| 2و دانشیار گروه سازه های آبی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| 3استاد موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران | ||
| 4استاد دانشکده مهندسی، دانشگاه Exeter، انگلستان | ||
| چکیده | ||
| زهکشی و بهبود پارامترهای مقاومتی خاک در اکثر پروژه‌های معدنی و ژئوتکنیکی اجتناب‌ناپذیر است. از اینرو، الکتروکینتیک ژئوسینتتیک بهعنوان یک فناوری بنیادین، قادر به افزایش پایداری و تثبیت خاک‌های ریزدانه است و از ترکیب عملکرد الکتروکینتیک و جریان الکترواسمز، بههمراه کاربرد ژئوسینتتیک‌ها بهدست می‌آید. در این پژوهش، برای ارتقا و بهبود فرآیند الکتروکینتیک ژئوسینتتیک، الکترودی بر پایۀ ژئوتکستایل و به روش پلیمریزاسیون شیمیایی ساخته شد. بدین منظور، الیاف نارسانای ورقه ژئوتکستایل با بهرهگیری از پوشش‌دهی با پلیمر رسانای پیرول (با استفاده از دو نوع اکسیدان) و پلیمر رسانای آنیلین، بههمراه افزودن چهار نوع نانو ذرۀ متفاوت، به الیاف رسانا تبدیل گردید. برای ارزیابیکارایی الکترود ژئوسینتتیک، در مقایسه با الکترود مسی، مدلی فیزیکی طراحی و از رس کائولینیت اشباع پُر شد و تحت تاثیر فرآیند الکترواسمز زهکشی گردید. نتایج بهدستآمده نشان میدهد که پوشش‌دهی با پلیمر پیرول، تنها بهصورت تشکیل لایه در اطراف الیاف ژئوتکستایل بود و انسدادی در تخلخل الیاف ایجاد نکرد. بنابراین، غشای مذکور پس از پوشش‌دهی، قابلیت همزمان بهکارگیری بهعنوان فیلتر و الکترود را داراست و پس از اتمام فرآیند الکتروکینتیک و بدون خارجسازی از محیط، می‌تواند بهعنوان فیلتر در محیط خاکی باقی بماند. نتایج این بررسی همچنین نشان داد که در شرایط فرآیند الکترواسمز، الکترود ژئوسینتتیک با حداقل مقاومت اندازه‌گیری شده 670 اهم در حداکثر فشار 083/0 (کیلوگرم.نیرو بر سانتی‌مترمربع)، قادر به زهکشی 43 میلی‌لیتر آب است که در مقایسه با الکترود مسی و شرایط مشابه، تنها 14 درصد کاهش داشته است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| الکترواسمز؛ پیرول؛ فیلتر؛ نانو ذره | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Design,Construction, and Evaluation of Geosynthetic Electrode for Drainage by Electrokinetic Method | ||
| نویسندگان [English] | ||
| samar behrouzinia1؛ hojjat ahmadi2؛ nader abbasi3؛ akbar arab javadi4 | ||
| 1Phd candidate in hydraulic structure, Urmia university | ||
| 2Associate Professor Department of Water Engineering Urmia University | ||
| 3Research & Technology Deputy Agricultural Engineering Research Institute (AERI) | ||
| 4Professor of Geotechnical Engineering, University of Exeter, UK | ||
| چکیده [English] | ||
| The necessity of drainage and improvement of soil resistance parameters are unavoidable in the most mineral and geotechnical projects. Therefore, electrokinetic geosynthetic, as a fundamental technology, is capable of increasing the stability and stabilization of fine-grained soils and derive from the combination of electrokinetic performance and electroosmosis flow along with the application of geosynthetics. In this study, to enhance and improve the electrokinetic geosynthetic process, an electrode based on geotextile by chemical polymerization was developed. For this purpose, non-conductive fibers of geotextile sheet was converted to the conductive fibers by coating with a pyrrole conductive polymer (using two types of oxidants) and aniline conductive polymer, along with the adding four different types of nanoparticles. Then, to evaluate the efficiency of the geosynthetic electrode comparing to the copper electrode, a physical model was designed and filled by saturated kaolinite clay and drained by the electroosmosis process. According to the results, coating with Pyrrole polymer was only in the form of a layer around the geotextile fiber and did not obstruct the porosity of the fiber. Therefore, this fiber, after the coating, has the capability of simultaneously applying as a filter and electrode, and after the completion of the electrokinetic process, it can remain as a filter in the soil without removing. In this study, the results demonstrated that the geosynthetic electrode with a minimum measured, 670 ohms, at a maximum pressure, 0.083 ( ), by applying electroosmosis process was capable of draining 43 milliliters of water, which was only 14 percent lower compared to the copper electrode and similar conditions. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Electroosmosis, Filter, Nanoparticle, Pyrrole | ||
| مراجع | ||
|
Anon. 2015. Nanotechnology – Nanomanufacturing- Key Control Characteristics–Part 2-1: Carbon nanotube materials–film resistance. Iran. Iranian National Standardization Organization (INSO). (in Persian)
Bajaj, P., Gupta, A. P. and Ojha, N. 2000. Antistatic and hydrophilic synthetic fibers: a critique. Polym. Rev. 40(2): 105-138.
Barari-Gangaraj, S. A., Eisazadeh, H. and Sadeghi, E. 2014. Synthesis of polypyrrole composite and nano composite by using iron (III) oxide and Stabilizer such as poly (vinyl alchohol) (PVA), sodium dodecyl benzen sulfonate (DBSNa) and investigation the characteristics of products such as morphology and chemical structurein aqueous media. M. Sc. Thesis. Chemical Engineering, University of Shomal, Mazandaran, Iran. (in Persian)
Bourgès-Gastaud, S., Dolez, P., Blond, E. and Touze-Foltz, N. 2017. Dewatering of oil sands tailings with an electrokinetic geocomposite. J. Miner. Eng. 100, 177–186.
Eriksson, F. 2014. Electro-osmotic treatment of soil–a laboratory investigation of three Swedish clays. M. Sc. Thesis. Division of Soil and Rock Mechanics, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden.
Ferrero, F., Napoli, L., Tonin, C. and Varesano, A. 2006. Pyrrole chemical polymerization on textiles: kinetics and operating conditions. J. Appl. Polym. Sci. 102, 4121-4126.
Fourie, A. B. and Jones, C. J. F. P. 2010. Improved estimates of power consumption during dewatering of mine tailings using electrokinetic geosynthetics (EKGs). J. Geotext. Geomembranes. 28, 181-190.
Ghasemitabar, F., Arjomandi, M. A., Jalali, B. and Arzani, H. 2016. Evaluation of the effects of the groundwater level changes on drainage in the stabilization of the urban depths. M. Sc. Geotechnical Engineering, Shahid Rajaee University, Tehran, Iran. (in Persian)
Gray, D. H. 1970. Electrochemical hardening of clay soils. J. Geotechnique. 20(1): 81-93.
Hakansson, E., Kaynak, A., Lin, T., Nahavandi, S., Jones, T. and Hu, E. 2004. Characterization of conducting polymer coated synthetic fabrics for heat generation. J. Synth. Met. 144(1): 21-28.
Hamir, R. B., Jones, C. J. F. P. and Clarke, B. G. 2001. Electrically conductive geosynthetics for consolidation and reinforced soil. J. Geotex. Geomembranes. 19, 455-482.
Jones, C. J. F. P., Lamont-Black, J., Glendinning, S., White, Ch. and Alder, D. 2014. The environmental sustainability of electrokinetic geosynthetic strengthened slopes. Eng. Sustain. 167(3): 95-107.
Jones, C. J. F. P., Lamont-Black, J., Glendenning, S., Bergado, D., Eng, T., Fourie, A., Liming, H., Pugh, C., Romantshuk, M., Simpanen, S. and Yang-Feng, Z. 2008. Recent research and applications in the use of electrokinetic geosynthetics. Proceedings of the 4th European Geosynthetics Conference. Jan 1. International Geosynthetics Society UK Chapter, United Kingdom.
Kalumba, D., Glendinning, S., Rogers, C., Tyrer, M. and Boardman, D. 2009. Dewatering of tunneling slurry waste using electrokinetic geosynthetics. J. Environ. Eng. 135(11):
Kaniraj, S. and Yee, J. H. S. 2011. Electroosmotic consolidation experiments on an organic soil. J. Geotech. Geolog. Eng. 29(4): 505-518.
Kaynak, A. and Hakansson, E. 2005. Generating heat from conducting polypyrrole-coated PET fabrics. J. Adv. Polym. Technol. 24, 194-207.
Lamont-Black, J., Hall, J. A., Glendinning, S., White, Ch. and Jones, C. J. F. P. 2012. Stabilization of a railway embankment using electrokinetic geosynthetics. Eng. Geol. Special Publications. 26, 125-139.
Lamont-Black, J., Jones, C. J. F. P. and Alder, D. 2016. Electrokinetic strengthening of slopes- Case history. J. Geotex. Geomembranes. 44, 319-331.
Lamont-Black, J., Jones, C. J. F. P. and White, Ch. 2015. Electrokinetic geosynthetic dewatering of nuclear contaminated waste. J. Geotex. Geomembranes. 43, 359-362.
Lazarte, C. A., Robinson, H., Gómez, J. E., Baxter, A., Cadden, A. and Berg, R. 2015. Soil nail walls reference manual (No. FHWA-NHI-14-007). U.S. Department of Transportation. U.S. Department of Transportation. Pub. No. FHWA-NHI-14-007.
Malekzadeh, M., Lovisa, J. and Sivakugan, N. 2016. An overview of electrokinetic consolidation of soils. J. Geotech. Geol. Eng. 34(3): 759-776.
Malinauskas, A. 2001. Chemical deposition of conducting polymers. J. Polymer. 42, 3957-3972.
Micic, S., Shang, J. Q., Lo, K. Y., Lee, Y. N. and Lee, S. W. 2001. Electrokinetic strengthening of a marine sediment using intermittent current. Can. Geotech. J. 38, 287-302.
Mitchell, J. K. and Soga, K. 2005. Fundamentals of Soil Behavior. Third Edition, Wiley.
Mumtaz, M. and Girish, M. S. 2014. Electrokinetic geotextiles stabilization of embankment slopes. Int. J. Eng. Rese. 3(12): 766-768.
Pirsa, S., Afshar-Asl, A., Khani, A. and Allahverdipour, A. 2013. Fabrication of
Rittirong, A., Douglas, R. S., Shang, J. Q. and Lee, E. C. 2008. Electrokinetic improvement of soft clay using electrical vertical drains. Geosynth. Int. J. 15(5): 369-381.
Sata, T., Yamagushi, T. and Matsusak, K. 1996. Preparation and properties of composite membranes composed of anion- exchange membranes and polypyrrole. J. Physic. Chem. 100, 16633-16640.
Shahsavand, M., Pak, A. and Shariatmadari, N. 2013. Laboratory and numerical modeling of hydraulic behavior of saturated fine grained soils dewatered by electrokinetic geosynthetic. M. Sc. Thesis. Geotechnical Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran.
Yousefi-Kebria, D., Khodadadi, A., Ganjidoust, H. and Badkoubi, A. 2009. Ioremediation of petroleum hydrocarbons-contaminated soil by non-uniform electrokinetic (NUE). Ph. D. Thesis. Environmental Engineering, Tarbiat Modares University (TMU), Tehran, Iran.
Zhuang, Y. F., Huang, Y., Liu, F., Zou, W. and Li, Z. 2014. Case study on hydraulic reclaimed sludge consolidation using electrokinetic geosynthetics. 10th International Conference on Geosynthetics. Sep. 21-25. DGGT, Berlin, Germany. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 406 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 282 |
||