30734

مقايسه و توسعه مدل رفتاري در زباله‌هاي تازه جامد شهري

دكتري تخصصي (PhD)

مهندسي عمران- ژئوتكنيك

1393

1402/8/22

علي نورزاد - نادر شريعتمداري

محمد جواد محمودي

مهندسي عمران

گسيختگي¬ها و ناپايداري¬هاي وسيعي كه در سال‌هاي اخير در مدفن¬هاي زباله ايجاد شده، موجب شده ضرورت مطالعه بر روي شناخت و عمق¬بخشي به دانش رفتاري زباله¬هاي جامد شهري از اهميت زيادي برخوردار شود. مهم‌ترين دليل اين خسارت‌ها عدم شناخت كامل رفتار زباله و مصالح موجود در آن مي¬باشد. بنابراين پيش¬بيني رفتار اين گونه مواد هميشه يكي از اصلي¬ترين مسئله¬هاي مهندسين ژئوتكنيك زيست محيطي بوده است. در سال¬هاي اخير پژوهش¬هايي در مورد مدل رفتاري زباله انجام شده كه در همه¬ي اين مدل¬ها زباله درقالب تركيبي از فيبر و خمير زباله به‌صورت خاك در نظر گرفته مي¬شود. استفاده از مدل¬هاي رفتاري خاك براي پيش¬بيني رفتار اين مصالح با پيچيدگي بسيار زياد، محتملا خطاهاي قابل توجهي داشته و شايد الگوي مناسبي براي پيش¬بيني رفتار زباله¬ها نباشد. در اين پژوهش، ابتدا مدل¬هاي موجود براي پيش‌بيني رفتار زباله‌هاي جامد شهري مورد بررسي قرار گرفته است. در همين راستا، مدل¬هاي مطرح شده با درنظرگرفتن نتايج آزمايشگاهي يكسان، شبيه‌سازي و كدنويسي شده و مورد مقايسه قرار گرفته-اند. براي انجام اين امر، نمونه استوانه¬اي مدل سازي شده و تحت شرايط بارگذاري آزمايش سه محوري قرار گرفته و با استفاده از روش اجزاء محدود شبيه¬سازي انجام شده است. ازآنجايي¬كه مصالح تشكيل‌دهنده زباله¬ها، پيچيده بوده و شامل موادي از قبيل پلاستيك، مواد خميري، شيشه، كاغذ و غيره مي¬باشند، براي اولين بار در مطالعه زباله¬هاي جامد شهري، از نظريه مواد كامپوزيتي استفاده شده است. با استفاده از اين نظريه، زباله تازه به‌صورت نمونه زباله با تركيب مشخص، مورد بررسي قرار گرفت و پس از به‌دست‌آوردن رابطه تنش _ كرنش حاصل از شبيه‌سازي، با نتايج آزمايشگاهي مورد مقايسه قرار گرفته است. همچنين، پارامترهاي مختلفي در رفتار زباله¬ها تأثيرگذار مي‌باشند كه دو مورد از مهم‌ترين پارامترها، سن زباله و دماي ايجاد شده در توده زباله است. محدوده دمايي بررسي زباله بين 30 تا 80 درجه سانتيگراد در نظر گرفته شد. همچنين به دليل تغيير شكل‌هاي زياد اين گونه مواد در طي زمان، سنين يك و شش ماهگي، يك، دو و پنج سالگي به‌عنوان سنين بررسي رفتار زباله در اين پژوهش مورد بررسي قرار گرفت. براي صحت سنجي، نتايج بدست آمده از مدل رفتاري پيشنهادي با نتايج آزمايشگاهي مقايسه شد. با توجه به نتايج بدست آمده، انطباق نسبتا خوبي بين نتايج وجود دارد و گسترش تئوري كامپوزيتي به عنوان مدل اوليه، مي¬تواند پيش¬بيني قابل قبولي از اين مصالح ارائه دهد.

1403/01/28

Constitutive Modeling of Municipal Solid Waste

1/1/1900 12:00:00 AM

Harmful ruptures and instabilities in landfills in recent years have highlighted the importance of studying municipal solid waste and its behavior. These instabilities mostly occur in the landfills of developing countries where waste materials are degradable and saturated. The behavior of waste and its ingredients are unknown as the main reasons for such instability. The main goal of this study was to better predict the behavior of landfills and unknown materials in municipal solid waste to prevent the environmental disasters. A cylindrical specimen was modeled and subjected to triaxial test loading conditions using the finite element method. Also, fresh waste, as a waste sample with a specific composition, was investigated. Using the optimization method, the constants of the presented equation were obtained and the basic model of stress strain was presented based on composite theory. This was carried out by the theory of composite materials, which was used for the first time in this study. The values of deformation in each layer of the landfill were obtained versus time and temperature. Then, the stress in each layer of the landfill was measured. Due to the significant changes in temperature of MSW, a temperature range of 30 to 80 was considered. These values are for better simulation of landfills and better prediction of waste behavior. Also, considering the significant behavioral changes in the fresh and perennial MSW samples, various ages were considered for the MSW (e.g., 1 and 6 months, and 1, 2, and 5 years). The results of this study were compared with those of the experimental data in previous models to verify the proposed model. The model proved to be capable of simulating and predicting municipal solid waste behavior under various loading conditions efficiently. The results implied that assuming municipal solid waste as composite material was reasonable and could be extended to future studies.

دپوي زباله , زباله جامد شهري

landfill , municipal solid waste

Mohammad Reza Yoosefi

Dr. Ali Noorzad