اثر شيرابه و چرخه‌هاي يخ زدگي-ذوب شدگي بر نفوذپذيري عايق‌هاي اساس رسي

Effect of leachate and freeze-thaw on the hydraulic conductivity of clayey barriers

اثر چرخه‌هاي يخ زدگي- ذوب شدگي بر ضريب نفوذپذيري رس متراكم و عايق رسي ژئوسينتتيك در لاگون ­هاي فاضلاب و مدفن‌هاي زباله شهري، موضوع اساسي در طراحي سيستم‌هاي مانع انتقال در اين سازه ­ها مي­ باشد. در اين تحقيق اثر چرخه‌هاي يخ زدگي – ذوب شدگي بر ضريب نفوذپذيري رس متراكم منطقه نازلوي اروميه و عايق رسي ژئوسينتتيك و همچنين تاثير ميزان تنش موثر بر نرخ تغيير ضريب نفوذپذيري نمونه‌هاي رسي، تحت نفوذ آب و شيرابه بررسي شده است. دستگاه تعيين ضريب نفوذپذيري سه محوري با ديواره انعطاف­ پذير براي اندازه‌گيري ضريب نفوذپذيري نمونه‌ها مورد استفاده قرار گرفته است. در طول دوره يخ زدگي لنزهاي يخي در نمونه شكل گرفته و پس از ذوب شدن باعث ايجاد يك شبكه مشخص از ترك‌ها در خاك شده و سبب افزايش در ضريب نفوذپذيري مي‌شود. همچنين اندركنش مواد شيميايي با خاك رسي، موجب كاهش ضخامت آب دولايه و انقباض توده خاك شده و در نتيجه ضريب نفوذپذيري لايه‌هاي رسي افزايش مي ­يابد. افزايش در ضريب نفوذپذيري لايه‌هاي رسي و عايق­هاي رسي ژئوسينتتيك تحت نفوذ شيرابه، به مراتب كمتر از تغييرات ضريب نفوذپذيري تحت نفوذ آب براي نمونه‌هاي قرار گرفته در معرض چرخه‌هاي يخ زدگي- ذوب شدگي مي‌باشد. افزايش تنش موثر باعث مي‌شود نرخ افزايش در ضريب نفوذپذيري در اثر چرخه‌هاي يخ زدگي- ذوب شدگي كاهش يابد. نتايج نشان مي‌دهد بر خلاف خاك‌هاي رسي، در عايق رسي ژئوسينتتيك چرخه‌هاي متناوب يخ زدگي و ذوب شدگي تاثير كمي در ضريب نفوذپذيري اين لايه‌ها دارد.

The effect of freeze-thaw cycles on the hydraulic conductivity (HC) of clayey barriers in water retaining structures and municipal solid waste landfills is a key issue in designing barrier systems in those structures. The effect of freeze-thaw cycles on the hydraulic conductivity of compacted clayey soil from Nazlou Region of Urmia City and a geosynthetic clay liner (GCL), and the effect of effective stress on the hydraulic conductivity change of clayey soil in freeze-thaw cycles were investigated for water and leachate. The flexible-wall triaxial hydraulic conductivity apparatus was used to measure the HC of specimens subjected to freeze-thaw. During the freezing process, ice lenses grow in the soil sample and when the ice lenses melt, a network of cracks is left and thus, the HC increases. Increasing the effective stress reduces the increased hydraulic conductivity due to freeze-thaw. The results show that on the contrary to compacted clayey soil, the application of freeze-thaw cycles do not significantly affect the HC of GCL. Interaction of clayey soil with leachate leads to a decrease in thickness of the diffuse double layer and thus, the hydraulic conductivity of clayey soil increases. Increase in hydraulic conductivity of clayey soil and GCL subjected to freeze-thaw and permeated with leachate is lower than that for water.