17499

17499

ارزيابي اثر الياف بر پارامترهاي ديناميكي زباله‌هاي جامد شهري به‌وسيله دستگاه سه محوري سيكليك

كارشناسي ارشد

خاك و پي

اسفند 1395

دكتر نادر شريعتمداري

عمران

تعيين خصوصيات و كلاس‌بندي زباله‌هاي جامد شهري از مقاصد مهندسي ژئوتكنيك وظيفه ايي بسيار سخت و خطير تلقي مي‌شود. عدم وجود روندهاي استاندارد، تجارب محدود جهاني و تبادل‌نظر كم در ميان آزمايش‌كننده‌ها، از مشكلات اين زمينه است. از طرفي در مناطق با لرزه‌خيزي بالا همچون ايران ، جابجايي بيش‌ازحد زباله در حين رخداد زلزله ممكن است منجر به ناپايداري شيب‌ها و صدمه‌هاي جبران‌ناپذيري به بدنه مركز دفن و سيستم‌هاي پوشش آن‌ها شود. شكست‌هاي مراكز دفن منجر به تأثيرات زيست‌محيطي بسياري شده كه عمده‌ترين تأثير آن‌ها مربوط به‌سلامت انسان‌هاست. در اين راستا البته بايد به خسارات اقتصادي متعاقب آن‌ها نيز اشاره شود. برمبناي تفاسير فوق تعيين خصوصيات مناسب (اعم از ديناميكي و استاتيكي) مواد زباله از اهميت بسياري در تعيين ايمني پروژه‌ها و بهينه‌سازي طراحي مراكز دفن برخوردار است. تست‌هاي آزمايشگاهي سه محوري سيكليك با قطر 100 ميلي‌متر به‌منظور ارزيابي پارامترهاي ديناميكي زباله‌هاي جامد شهري تهران به‌خصوص مقادير ميرايي و مدول برشي در اين پايان‌نامه مورداستفاده قرارگرفته‌اند. همچنين به‌منظور دستيابي به مقادير مدول برشي حداكثر (متعاقب آن مقادير مدول برشي نرماليزه شده) از نتايج دستگاه Bender Element استفاده‌شده است. لازم به ذكر است كه تست‌هاي آزمايشگاهي عموماً دربردارنده بازسازي نمونه‌هاي زباله‌هاي جامد شهري است كه اين امر به دليل عدم امكان‌پذيري برداشت نمونه‌هاي دست‌نخورده از زباله است. همچنين در اين پايان‌نامه، آزمايش‌هاي انجام‌شده اثر پارامترهايي همچون كرنش برشي، درصد الياف، تنش همه‌جانبه و فركانس بارگذاري بر روي رفتار ديناميكي مصالح مورد ارزيابي قرارداده اند كه در ادامه اشاره مختصري به يافته‌هاي اين تحقيق پرداخته مي‌شود. در تمامي نمونه‌ها با شرايط متفاوت اعم از درصد مواد اليافي تا تغيير تنش همه‌جانبه و فركانس، افزايش كرنش برشي منجر به كاهش مدول برشي و افزايش ميرايي در زباله‌هاي جامد شهري مي‌شود كه دليل اين روند را به گسستگي بين دانه‌ها با افزايش كرنش برشي نسبت مي‌دهند. با افزايش 10 برابري فركانس در تنش همه‌جانبه يكسان، از 1/0 تا 1 هرتز، شيب حلقه هيستريزيس يا همان سختي و مدول برشي به‌صورت جزئي افزايش مي‌يابد، ميزان اين اختلاف در كرنش‌هاي پايين‌تر بيشتر و با افزايش كرنش كاهش مي‌يابد. در مورد ميرايي نيز با افزايش فركانس مقادير ميرايي كاهش مي‌يابد و همانند سختي ، ميزان اين اختلاف در كرنش‌هاي پايين‌تر بيشتر و با افزايش كرنش كاهش مي‌يابد. دليل اين تغييرات را نيز مي‌توان به رفتار ويسكوز زباله‌ها نسبت داد. با افزايش دو برابري تنش همه‌جانبه، از 75 به 150 كيلو پاسكال، سختي نمونه‌ها افزايش‌يافته است بگونه ايي كه در كرنش‌هاي پايين اين مقادير بيشتر و رفته‌رفته با افزايش كرنش به ميزان برابري مي‌رسند كه علت اين روند را به مي‌توان به افزايش تراكم كلي نمونه به دليل نزديك شدن دانه‌ها و خروج آب‌هاي اضافي تحت تحكيم در تنش بيشتر نسبت داد. با افزايش الياف به‌طوركلي شاهد افزايش مقادير مدول برشي به دليل تسليح مواد پلاستيكي و سخت‌تر بودن آن‌ها نسبت به مواد آلي در نمونه‌هاي فاقد پلاستيك بوديم كه پيوستگي بيشتر اجزاي زباله داراي مواد اليافي را مي‌رساند. البته لازم به ذكر است كه در محدوده كرنش هاي مورد بررسي در اين آزمايش الياف به حداكثر كشش خود نرسيده و اصولا سهم سختي ايجاد شده در اثر تغيير اجزاي سازنده نقش پر رنگ تري را در تغييرات مقادير ديناميكي زباله هاي جامد شهري ايفا مي نمايد.

1396/03/30

1/1/1900 12:00:00 AM

Proper determination of dynamic characterization of municipal solid waste, especially in regions with high seismicity, is of a great importance in stability assessment of landfills. Also, the response of Municipal Solid Waste (MSW) under dynamic loadings is found to be significantly affected by the fibrous material. Due to the above reasons, a comprehensive strain–controlled cyclic triaxial testing program was performed on MSW samples retrieved from a landfill in Kahrizak area, Tehran province. The tests were conducted on fresh MSW specimens (the diameter of 100 mm) with different percentage of fibers in Cu condition. Therefore, the probable reinforcing capability of fibers and their impacts on changes of MSW composition were investigated under the variation of different factors such as confining pressure, loading frequency, Poisson’s ratio, and loading cycle. Based on the results of this study and irrespective of different testing conditions, the increment of fiber content in specimens lead to a more elastic behavior of MSW under dynamic loadings so that the normalized shear modulus reduction curves shifted to the right while the damping ratio curves showed an unclear trend. However, the impact of fiber contents, confining stress and shear strain on variation rate of normalized shear modulus reduction values should be considered simultaneously. This trend can be attributed to the higher values of stiffness by changing the composition in comparison with the generated one by obtained reinforcement within the studied strain range. In general, due to lack of systematic eva​luation on the effect of the fibrous waste materials on dynamic response of MSW, the current study can be useful to provide additional insight for seismic analysis of landfills