IMPROVEMENT OF EASTERN SAUDI SOILS UTILIZING INDIGENOUS INDUSTRIAL BY-PRODUCTS. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Dissertation_Final.pdf Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

الاسم الكامل : عبدالله بن احمد خالد الحميدي عنوان الرسالة: تحسين التربة في المنطقة الشرقية في المملكة العربية السعودية بإستخدام مخلفات صناعية محلية التخصص : هندسة مدنية (جيوتقنية) تاريخ الدرجة : مايو 2013م هناك زيادة هائلة في النشاط العمراني في المملكة العربية السعودية لمواكبة برامج التطور الحضري السريع والتوسع السكاني إلى المناطق غير الحضرية. ولأن المناطق الصناعية والسكانية في المنطقة الشرقية تقع في المناطق الساحلية وعلى تربة ضعيفة, فإن تحسين التربة الاساسية, مثل تثبيت التربة, يعتبر جزءاً مهماً في النشاط العمراني. ويتم عادة تثبيت التربة الضعيفة بإستخدام الاسمنت او الجير بالإضافة إلى الجهد الميكانيكي. ولان الاسمنت والجير مكلف مالياً, فإن هناك بحوث عدة حول العالم عن بدائل رخيصة. ولذلك, لابد من بذل جهد مماثل ضروري لتحسين التربة المحلية بإستخدام مخلفات صناعية اصلية, والتي سوف تسهم في المحافظة على البئية وفي دعم الإقتصاد الوطني على المدى البعيد. الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو تقييم إمكانية تحسين الخواص الميكانيكية للتربة المحلية بإستخدام مخلفات صناعية اصلية ومحلية. المخلفات الصناعية المتوفرة التي يمكن إستخدامها في تثبيت التربية المحلية تشمل الاسمنت (للمقارنة), غبار افران الاسمنت (CKD), رماد الوقود النفطي (OFA) الناتج من محطات توليد الطاقة التي تستخدم النفط الثقيل, والغبار المتطاير من افران صهر الحديد (EAFD). ونظراً لوجود ثلاثة انواع من التربة في المنطقة الشرقية وهي التربة الكلسية (المارل), والتربة الرملية والتربة السبخية, فقد تم معالجتها بكميات معينة من هذه المخلفات. وقد تم تقييم التربة الغير معالجة والمعالجة بإستخدام تقنيات مكياانيكية شملت الدمك ومقامة الإنضغاط الغير محصور والتحمل والمتانة. وكذلك بإستخدام تقنيات دقيقة مثل اشعة اكس والتصوير الألكتروني الميكروسكوبي لمعرفة ميكانيكية التحسن في التربة المعالجة. وتدل نتائج الدراسة ان التربة الكلسية المعالجة ب 7% من الاسمنت مناسبة للطبقة الاساسية للطرق الخرسانية والمعالجة ب 5 % من الاسمنت او ب 30% من (EAFD) مع 2% من الاسمنت او ب 30% من (CKD) مع 2% من الاسمنت مناسبة للطبقة الثانوية في الطرق الاسفلتية. وقد وجد أن التربة الكلسية المعالجة ب 20% من (EAFD) مع 2% من الاسمنت مناسبة للطبقة الثانوية في الطرق الخرسانية . كما تدل النتائج ان التربة الرملية المعالجة ب 7% من الاسمنت او ب 30% من (CKD) مع 2% من الاسمنت او ب 20% من (EAFD) مع 2% من الاسمنت مناسبة للطبقة الثانوية في الطرق الخرسانية والمعالجة ب 30% من (EAFD) مع 2% من الاسمنت مناسبة للطبقة الثانوية في الطرق الاسفلتية. كما أن التربة السبخية المعالجة ب 7% من الاسمنت او ب 30% من (CKD) مع 2% من الاسمنت مناسبة للطبقة الثانوية في الطرق الخرسانية . علاوة على ذلك, فإن إختبارات السمية والحسابات إلاقتصادية للتربة المعالجة ب 2% من الاسمنت ومخلفات صناعية محلية مثل غبار افران الاسمنت او رماد صناعة الحديد اظهرت إن معالجة التربة بإستخدام هذه المخلفات غير ضارة بالبيئة وذات جدوى إقتصادية.

English Abstract

Full Name : ABDULLAH AHMED KHALED AL-HOMIDY Thesis Title : IMPROVEMENT OF EASTERN SAUDI SOILS UTILIZING INDIGENOUS INDUSTRIAL BY-PRODUCTS Major Field : CIVIL ENGINEERING (GEOTECHNICAL) Date : MAY 2013 There is a tremendous increase in the construction activity in the Kingdom of Saudi Arabia to accommodate the rapid industrialization programs and immigration of rural population to the urban areas. Since the major industrial and residential areas are located in the coastal areas and/or on weak soils, improvement of the base materials, i.e., soil stabilization, is an integral part of the construction activity. Weak soils are generally stabilized utilizing cement or lime in addition to the mechanical effort. Since cement and lime are relatively costly, there is worldwide research on the use of other "cheap" materials. Such an effort is also required to improve the local soils utilizing indigenous industrial by-products. The main objective of this study was to evaluate the possibility of improving the mechanical properties of local soils utilizing indigenous industrial by-products, such as oil fuel ash (OFA), cement kiln dust (CKD) and electric arc furnace dust (EAFD). Three types of eastern Saudi soils, namely sand, non-plastic marl and sabkha, were treated with different dosages of the selected industrial by-products. The mechanical properties of the stabilized soils were evaluated by determining the unconfined compressive strength and the durability of the developed mixtures. Micro-characterization methods, such as x-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), were utilized to qualitatively study the mechanisms of soil stabilization due to the use of the selected industrial by-products. Results of this investigation indicated that non-plastic marl stabilized with 7% cement was found to be suitable for base course in rigid pavements while the same soil stabilized with 5% cement or with 30% EAFD plus 2% cement or with 30% CKD plus 2% cement was found to be suitable for sub-base course. Non-plastic marl stabilized with 20% EAFD plus 2% cement was found to be suitable as a sub-base in rigid pavements. Dune sand stabilized with 7% cement or with 30% CKD plus 2% cement or with 20% EAFD plus 2% cement was found to be suitable for sub-base course in rigid pavements. Sand stabilized with 30% EAFD was found to be an appropriate material for sub-base in flexible pavements. However, sabkha stabilized with 7% cement or with 30% CKD plus 2% cement was found to be suitable for sub-base course in rigid pavements. Furthermore, toxicity tests and economic analyses of soils stabilized with 2% cement and local industrial by-products, CKD or EAFD, indicated that stabilizing soils using these waste materials is eco-friendly and cost-effective.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Civil Engineering > Geotechnical Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor:	Al-Amoudi, omar
Committee Members:	Abduljauwad, Sahel and Maslehuddin, Muhammed and AbdulWahhab, Hamad and Al-Malack, Muhammad
Depositing User:	AL-HOMIDY AHMED (g200504690)
Date Deposited:	18 Dec 2013 18:52
Last Modified:	01 Nov 2019 15:40
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139018