تحلیل اثر دما بر رفتار خاک در محل دفن زباله

هر ساله میلیون ها تن زباله جامد شهری در جهان تولید می شود و حتی با افزایش مقدار زباله های بازیافتی در کشورهای پیشرفته، بیشتر از نصف زباله به صورت دفن در محل مراکز دفن زباله مدفون می شود. تجزیه مواد آلی زباله ها منجر به تولید حرارت می شود. حرارت یکی از اصلی ترین محصولات در محل دفن زباله شهری در کنار شیرابه و گاز است. رفتار شیرابه و گاز توسط محققین زیادی مطالعه شده است ولی اطلاعات در زمینه تولید و اثر دما بر رفتار محل دفن زباله بسیار محدود است. دمای به وجود آمده در محل دفن زباله شهری نتیجه روند بیوشیمیایی و تجزیه مواد آلی موجود در زباله است. حداکثر دمای گزارش شده در محل های دفن زباله شهری 40 تا 65 درجه سانتیگراد بوده که در عمق میانی محل دفن زباله با ارتفاع کل 20 تا 60 متر بدست آمده است. در سال های اخیر افزایش علاقه در زمینه تحلیل حرارتی-هیدرو-مکانیکی مصالح خاکی به دلیل طیف گسترده عملیات های مهندسی مشاهده شده است. مطالعه رفتار محل دفن زباله شهری نیز به دلیل دارا بودن رطوبت و دمای بالا بهتر است با استفاده از تحلیل حرارتی-هیدرو-مکانیکی انجام گیرد. تغییرات دمایی می تواند موجب تغییر شکل فشار آب و فاز جامد شود که در نتیجه فشار آب حفره ای و تنش موثر تغییر پیدا می کند. همچنین دما می تواند منجر به ایجاد تغییراتی در جابجایی عمودی و کرنش های حرارتی در خاک ها شود. در این تحقیق محل دفن زباله شهری در آمریکا به صورت حرارتی-هیدرو-مکانیکی مدلسازی شده تا دما و اثرات حاصل از آن در نظر گرفته شود. نتایج مدلسازی نشان از کاهش جابجایی و انبساط لایه های مختلف در اثر اعمال دما است. همچنین دما موجب نوسانی شدن تنش ها در عمق هایی که پیشینه دمایی و ضریب انبساط بالاتری داشته شده اند، شده است. اعمال دما موجب بروز تغییراتی در فشار آب حفره ای نیز شده است. این تغییرات با پیشینه دمایی لایه مورد نظر، زمان، کرنش و ... ارتباط داشته، در نتیجه در اعماق مختلف نتایج متفاوتی تا قبل از اتمام ساخت مدفن بدست آمده است. با ثابت شدن دما فشار آب حفره ای در تحلیل با دمای بیشتر کم تر از تحلیل با دمای کم تر بدست آمده است. در این تحقیق همچنین اثر ضخامت پوشش خاکی در رفتار محل دفن زباله بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که علی رغم افزایش جابجایی در اکثر اعماق در مدل با پوشش بیشتر ولی با توجه به مقاومت برشی بالاتر لایه ها در این مدل ضریب اطمینان بدست آمده از روش المان محدود بیشتر از مدل با پوشش خاکی کمتر بدست آمده است. ضریب اطمینان بدست آمده در تحلیل حرارتی-هیدرو-مکانیکی نیز کمی بیشتر از تحلیل هیدرو-مکانیکی بدست آمده است.