ارزيابي عددي تاثير اعمال حرارت و سربار بر مقاومت برشي خاك رس اشباع

با پيشرفت صنعت و رشد تعداد نيروگاه هاي هسته اي براي توليد نيرو و كاربرد روزافزون مواد پرتوزا در صنعت، مسايل گوناگوني در خصوص دفع و انبار كردن مواد زائد هسته اي در پيش روي متخصصين قرار گرفته است. روشهاي متعددي براي دفع اين ضايعات به منظور كاهش اثرات سوء پسماندهاي راديواكتيو از سوي محققين مانند دفن در خاك رسي اشباع در اعماق خاك و ايجاد يك لايه خاك رس ضخيم اشباع در اطراف زباله هسته اي مي باشد. در تحقيق حاضر تاثير حرارت بر پوشش خاك رسي مدفن مهندسي ناشي از دفن زباله هاي هسته اي در اعماق خاك با استفاده از نرم افزار ABAQUS به صورت سه بعدي مدلسازي گرديد. خاك رس پوشش به صورت عادي تحكيم يافته اشباع به ابعاد 20*10*10 متر و در شرايط زهكشي شده در نظر گرفته شده است. زباله هسته اي به عنوان منبع حرارتي در مركز مدفن (عمق 10 متري) و به صورت يك نقطه حرارتي مدلسازي و تاثير همزمان حرارت در دو بازه دمايي 50 و 100 درجه سانتيگراد و سربار (سه مقدار 100 ، 200 و 300 كيلو پاسكال) اعمال شده بر مقاومت برشي خاك مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد اعمال حرارت در خاك موجب افزايش حجم منافذ موجود در خاك شده و درنتيجه نفوذپذيري خاك افزايش مي يابد، در نتيجه اضافه فشار آب حفره اي افزايش و تنش موثر كاهش مي يابد. اما در يك بازه زماني معين اين اضافه فشار آب حفرهاي كه در اثر انبساط خاك و افزايش حجم منافذ موجو در خاك رسي اشباع ايجاد شده است مستهلك و متعاقب آن تنش موثر افزايش مي يابد. اما حضور سربار در پوشش خاك رسي مدفن مهندسي به دليل ايجاد تراكم در ساختار خاك موجب ميگردد كه خروج آب از مسيرهاي زهكشي در بازه زماني كمتري رخ داده و مستهلك شدن اضافه فشار آب حفره اي بر زمان كوتاهتري رخ مي دهد.