پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 422 |
| تعداد مقالات | 5,538 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,435,373 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,518,807 |
پیش‌بینی شعاع تزریقی فرایند بهسازی خاک با استفاده از دوغاب زیستی (MICP) | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| دوره 57، شماره 4، 1404، صفحه 611-632 اصل مقاله (3.44 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2025.23110.8110 | ||
| نویسندگان | ||
| افشین قبادیان1؛ محمد شریفی پور* 1؛ رسول قبادیان2 | ||
| 1گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی ،دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران. | ||
| 2گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی ،دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران. | ||
| چکیده | ||
| بهسازی بیولوژیکی خاک با استفاده از رسوب میکروبی کلسیم کربنات (MICP) برای خاک‌های عمدتاً ماسه‌ای، روشی نوین در شاخه علوم بهسازی خاک محسوب می‌شود. این روش به علت سازگاری با محیط‌زیست در دسته‌بندی روش‌های سبز بهسازی قرار گرفته و در سالیان اخیر موردتوجه پژوهشگران بسیاری قرار گرفته است. از طرف دیگر به علت جدید بودن این شاخه، اکثریت پژوهش‌های صورت‌گرفته در مقیاس آزمایشگاهی هستند و فقدان مدل‌های فیزیکی واقعی در مطالعات احساس می‌شود. در پژوهش حاضر فرآیند تزریق در خاک برای سیال‌های متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا تزریق آب در خاک با استفاده از روش حجم محدود مورد شبیه‌سازی قرار گرفته است و نتایج حاصله با نتایج مدل‌سازی صورت‌گرفته در نرم‌افزار Seep/w مورد ارزیابی قرار گرفته است که صحت عملکرد روش حجم محدود در برآورد نحوه حرکت آب در اطراف لوله تزریق را نشان می‌دهد. در گام بعدی تزریق دوغاب زیستی و نحوه حرکت آن در ماتریس خاک مورد شبیه‌سازی روش حجم محدود قرار گرفته است و نتایج حاصله با نتایج مدل فیزیکی ساخته شده در شرایط آزمایشگاهی مقایسه شده است، اصلاح معادله ریچارد در برآورد ضریب نفوذپذیری در راستای شعاعی اطراف محل تزریق، سبب شبیه‌سازی نزدیک به واقعیت تزریق دوغاب زیستی در خاک شده است. نرخ پیشروی جبهه اشباع برای سیال دوغاب زیستی کندتر از سیال آب است که باگذشت زمان اختلاف موقعیتی شعاع تزریقی بین این دو سیال نمایان‌تر می‌شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| معادله ریچارد؛ شعاع تزریق؛ جبهه اشباع؛ دوغاب زیستی؛ روش حجم محدود؛ Seep/w؛ MICP | ||
| موضوعات | ||
| بهسازی خاک ها؛ روش های آزمایشگاهی؛ ژئو تکنیک زیست محیطی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Prediction of Injection Radius for Soil Improvement Processes with Biogrout (MICP) | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Afshin Ghobadian1؛ Mohammad SHARIFIPOUR1؛ Rasool Ghobadian2 | ||
| 1Department of civil Engineering, Razi university, Kermanshah, Iran | ||
| 2Water engineering group, Water engineering college, Razi university, kermanshah,Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Microbial induced calcium carbonate precipitation (MICP) is an innovative method in soil improvement, primarily applied to sandy soils. This technique is classified as a sustainable (green) method of soil improvement due to its environmental compatibility and has garnered significant attention from researchers in recent years. However, the novelty of this field means that most research has been conducted at the laboratory scale, highlighting the need for realistic physical models. This research investigates the soil injection process for different fluids. Firstly, the injection of water into the soil is simulated using the finite volume method, and the results are validated against those obtained from simulations performed in Seep/w software. This comparison confirms the accuracy of the finite volume method in predicting water movement around the injection pipe. Next, the injection of bio-grout and its movement within the soil matrix is simulated using the finite volume method, with these results compared to a physical model constructed under laboratory conditions. The modification of the Richards equation to estimate permeability in the radial direction around the injection point results in a simulation that closely approximates the actual injection of bio-grout into the soil. The rate of advance of the saturation front for bio-grout is slower than that for water, and the positional difference in the injection radius between these two fluids becomes more pronounced over time. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Richard's Equation, Injection Radius, Saturation Front, Bio-grout, Finite Volume Method | ||
| مراجع | ||
|
[1] Y. Li, Y. Li, Z. Guo, Q. Xu, Durability of MICP-reinforced calcareous sand in marine environments: Laboratory and field experimental study, Biogeotechnics, 1(2) (2023) 100018. [2] M. Dagliya, N. Satyam, M. Sharma, A. Garg, Experimental study on mitigating wind erosion of calcareous desert sand using spray method for microbially induced calcium carbonate precipitation, Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 14(5) (2022) 1556-1567. [3] Z. Wang, X. Zhao, X. Chen, P. Cao, L. Cao, W. Chen, Mechanical properties and constitutive model of calcareous sand strengthened by MICP, Journal of Marine Science and Engineering, 11(4) (2023) 819. [4] C. Lv, W.-Q. Li, C.-S. Tang, C. Zhu, X.-H. Pan, X. Zhang, B. Shi, Characterization and quantification of calcite distribution in MICP-treated sand using μ-XRF image processing technique, Acta Geotechnica, 19(1) (2024) 115-129. [5] J. Liu, X.a. Li, X. Liu, W. Dong, G. Li, Mechanical Properties of Eolian Sand Solidified by Microbially Induced Calcium Carbonate Precipitation (MICP), Geomicrobiology Journal, 40(7) (2023) 688-698. [6] M. Kanwal, R.A. Khushnood, F. Adnan, A.G. Wattoo, A. Jalil, Assessment of the MICP potential and corrosion inhibition of steel bars by biofilm forming bacteria in corrosive environment, Cement and Concrete Composites, 137 (2023) 104937. [7] A. Kumar, H.-W. Song, S. Mishra, W. Zhang, Y.-L. Zhang, Q.-R. Zhang, Z.-G. Yu, Application of microbial-induced carbonate precipitation (MICP) techniques to remove heavy metal in the natural environment: A critical review, Chemosphere, 318 (2023) 137894. [8] A. Zamani, B.M. Montoya, Permeability reduction due to microbial induced calcite precipitation in sand, in: Geo-Chicago 2016, 2016, pp. 94-103. [9] Y. Xiao, H. Deng, J. Li, Biomineralization of coral sand by Bacillus thuringiensis isolated from a travertine cave, Scientific Reports, 13(1) (2023) 8687. [10] H. Akoğuz, S. Çelik, Ö. Barış, The effects of different sources of calcium in improvement of soils by microbially induced calcite precipitation (MICP), Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences, 37(3) (2019) 953-965. [11] F. Chen, Z. Xu, Discontinuous finite volume element method of two-dimensional unsaturated soil water movement problem, Advances in Difference Equations, 2019 (2019) 1-15. [12] G. Arampatzis, C. Tzimopoulos, M. Sakellariou‐Makrantonaki, S. Yannopoulos, Estimation of unsaturated flow in layered soils with the finite control volume method, Irrigation and Drainage: The journal of the International Commission on Irrigation and Drainage, 50(4) (2001) 349-358. [13] F. Li, G. Hu, T. Abdeljawad, M. Abbas, A finite point algorithm for soil water-salt movement equation, Advances in Difference Equations, 2021(1) (2021) 179. [14] D.K. Mawlood, K.N. Adnan, Comparison of the water movement by Richard and Darcy. [15] A. Ghobadian, M. Sharifipour, R. Ghobadian, Two-dimensional simulation of water movement in soil using finite volume method with emphasis on non-same depth subsurface drains , Jornal of Structural and Construction Engineering(JSCE), 10(10) (2023) 170-193. (In Persian) [16] A. Shafiee, R. Dabiri, F. Askari, Dynamic properties of Firoozkooh sand-silt mixtures, Journal of Seismology and Earthquake Engineering, 19(4) (2017) 273-284. [17] M. Mohseninia, H. Salehzadeh, Enhancing strength parameters of Firoozkooh sandy soil improved with Persian herbal gum, Amirkabir Journal of Civil Engineering, 55(6) (2023) 1123-1136. [18] R. Imam, A. Azizi, R. Zandian, Factors affecting sand behavior in constant deviatoric stress loading, in: GeoHalifax: 62nd Canadian Geotechnical Conference & 10th Joint CGS/IAH-CNC Groundwater Conference, Halifax, NS, Canada, September 20-24, 2009, Canadian Geotechnical Society, 2009, pp. 95-102. [19] F. Meyer, S. Bang, S. Min, L. Stetler, S. Bang, Microbiologically-induced soil stabilization: application of Sporosarcina pasteurii for fugitive dust control, in: Geo-frontiers 2011: advances in geotechnical engineering, 2011, pp. 4002-4011. [20] G.D. Okwadha, J. Li, Optimum conditions for microbial carbonate precipitation, Chemosphere, 81(9) (2010) 1143-1148. [21] M. Maleki, S. Ebrahimi, F. Asadzadeh, M. Emami Tabrizi, Performance of microbial-induced carbonate precipitation on wind erosion control of sandy soil, International journal of environmental science and technology, 13 (2016) 937-944. [22] V.S. Whiffin, L.A. Van Paassen, M.P. Harkes, Microbial carbonate precipitation as a soil improvement technique, Geomicrobiology Journal, 24(5) (2007) 417-423. [23] S.C. Bang, S.H. Min, S.S. Bang, Application of microbiologically induced soil stabilization technique for dust suppression, International Journal of Geo-Engineering, 3(2) (2011) 27-37. [24] M.T. Van Genuchten, A closed‐form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils, Soil science society of America journal, 44(5) (1980) 892-898. [25] F.J. Leij, W.B. Russell, S.M. Lesch, Closed‐form expressions for water retention and conductivity data, Groundwater, 35(5) (1997) 848-858. [26] D.G. Fredlund, A. Xing, M. Fredlund, S. Barbour, The relationship of the unsaturated soil shear strength to the soil-water characteristic curve, Canadian geotechnical journal, 33(3) (1996) 440-448. [27] H.K. Versteeg, An introduction to computational fluid dynamics the finite volume method, 2/E, Pearson Education India, 2007. [28] K. Feng, B. Montoya, Drained shear strength of MICP sand at varying cementation levels, in: IFCEE 2015, 2015, pp. 2242-2251. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 197 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 154 |
||