بررسي عددي-آزمايشگاهي جدا‌ساز لرزه‌اي ژئوسنتتيكي در بستر مدفن‌هاي زبالة جامد شهري: مطالعة مدفن كهريزك تهران

Numerical and Experimental Study on Seismic in-Soil Isolation of MSW Landfill by Geosynthetic Liners: Case Study of Kahrizak Landfill, Tehran, Iran

بارهاي لرزه‌اي ناشي از جابجايي‌هاي درون زباله، سيستم لاينر تحتاني، سيستم پوشش، پي و فصول مشترك مي‌توانند باعث آسيب مدفن‌هاي زباله شهري شوند. مصالح سنتتيكي صيقلي واقع در زير سازه‌ها مي‌توانند با مكانيزم لغزندگي و جذب انرژي وارده از زلزله‌ها، باعث حفاظت لرزه‌اي شوند. در مطالعة حاضر، بررسي‌هاي آزمايشگاهي به‌منظور ارزيابي نقش جدا‌سازي بستر درون خاكي بر روي پاسخ لرزه‌اي مدفن زبالة شهري كهريزك انجام گرفتند. آزمايش‌هاي ميزلرزه روي خاكريز زباله‌ جامد شهري عايق شده با لاينر‌هاي شبه‌بيضوي‌ در معرض تحريك‌هاي سينوسي هارمونيك در بستر، انجام شدند. همچنين مدل‌سازي عددي بر روي مدل فيزيكي صورت پذيرفت. نتايج حالت‌هاي جدا شده و جدا نشده برحسب جابجايي دائمي و پاسخ لرزه‌اي مورد مقايسه قرار گرفتند. در ادامه، رفتار مدل عددي مدفن تحت تأثير پارامترهاي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين مطالعه همخواني خوبي بين نتايج مدل فيزيكي و مدل عددي بزرگ مقياس حاصل شد. مطالعات صورت گرفته ثابت كردند كه به‌كارگيري سيستم لاينر كامپوزيتي با كاهش بيشتر ضريب اصطكاك كاهش قابل‌ملاحظه‌اي در مقدار شتاب‌ها و جابجايي‌ها حاصل‌نموده و در شرايط لرزه‌اي از سازه محافظت به عمل مي‌آورد. كارآيي اين تكنيك با افزايش تراز شتاب ورودي افزايش مي‌يابد. نتايج نشان دادند كه افزايش مدول برشي، مقدار بزرگنمايي طيفي و جابجايي نسبي را كاهش مي‌دهد. همچنين ملاحظه شد كه با افزايش سن زباله، جداسازي بستر مقدار جابجايي و عرض ترك را افزايش مي‌دهد. علاوه بر اين، اجراي لاينر بصورت تخت، حركت گوة گسيختگي به سمت كناره‌ها را تسهيل نموده و اجراي لاينر مقعر مانع از حركت گوه گرديده و نهايتاً كاهش نشست مي‌گردد.

Seismic loads may damage municipal solid waste landfills (MSWLF) through the relative movements within the waste, bottom lining system, cover system, foundation, and interfaces. The smooth synthetic materials might be placed beneath the structures to provide seismic protection by absorbing the imparted energy of earthquakes through the sliding mechanism. In the present study, experimental investigations were conducted in order to evaluate role of in-soil base isolation on seismic response of the Kahrizak MSW landfill. Shaking table tests were conducted on the MSW embankment isolated by semi-elliptic shaped liners and subjected to harmonic sinusoidal base excitations. Furthermore, the shaking table model was simulated by numerical analysis. The results of the isolated and non-isolated cases are compared in terms of permanent displacement and seismic response. Subsequently, the behavior of the numerical model was evaluated for different parameters. A reasonable agreement was found between the results of the physical model and the numerical model in prototype scale. The efficiency of in-soil isolation increases with increasing the amplitude of input motion. The results show that increasing the shear modulus reduces the amount of spectral amplification and relative displacement. It was also observed that as the age of the MSW increases, base isolation increases the displacement and crack width. Moreover, employing flat liner facilitates the movement of the ridge to the sides; and the concave liner prevents the wedge to move and, hence the quantity of settlement is reduced.