اثر چرخه هاي يخ زدگي- ذوب شدگي بر ضريب نفوذپذيري خاك رسي متراكم و عايق رسي ژيوسينتتيك

Effect of Freeze - Thaw Cycles on Hydraulic Conductivity of Compacted Clayey Soil and Geosynthetic Clay Liner (GCL)

اثر چرخه هاي يخ زدگي- ذوب شدگي بر ضريب نفوذپذيري خاك هاي رسي متراكم و عايق هاي رسي ژيوسينتتيك موضوع اساسي در طراحي سيستمهاي مانع انتقال در سازه هاي ذخيره آب و مدفن هاي زباله شهري مي باشد. در اين تحقيق اثر چرخه هاي يخ زدگي– ذوب شدگي بر ضريب نفوذپذيري رس متراكم منطقه نازلوي اروميه و عايق رسي- ژيوسينتتيك و همچنين تاثير ميزان تنش موثر در اين چرخه ها بر نرخ تغيير ضريب نفوذپذيري نمونه هاي رسي بررسي شد. دستگاه تعيين ضريب نفوذپذيري سه محوري با ديواره انعطاف پذير براي اندازه گيري ضريب نفوذپذيري نمونه-هاي قرار گرفته در معرض چرخه هاي يخ زدگي- ذوب شدگي مورد استفاده قرار گرفت. نتايج نشان داد در طول دوره يخ زدگي عدسي هاي يخي شكل گرفته در خاك و ذوب شدن دوباره آن باعث ايجاد يك شبكه مشخص از ترك ها در خاك در نتيجه افزايش ضريب نفوذپذيري مي شود. افزايش تنش موثر باعث مي شود نرخ افزايش ضريب نفوذپذيري بر اثر چرخه هاي يخ زدگي- ذوب شدگي كاهش يابد. نتايج نشان داد بر خلاف خاك هاي رسي، در عايق هاي رسي ژيوسينتتيك چرخه هاي متناوب يخ زدگي و ذوب شدگي تاثير چنداني بر تغيير ضريب نفوذپذيري اين لايه ها نداشتند. بنابراين، زماني كه اين لايه ها در شرايط آب و هوايي سخت قرار گيرند به عملكرد خوب خود به عنوان يك مانع هيدروليكي ادامه مي دهند.

The effect of freeze-thaw cycles on hydraulic conductivity (HC) of compacted clay liner (CCL) and geosynthetic clay liners (GCLs) in water retaining structures and municipal solid waste landfills is a key issue in designing barrier systems in those structures. In this study the effect of freeze-thaw cycles on the hydraulic conductivity of a compacted clayey soil from Nazlou Region of Urmia City and a geosynthetic clay liner; and the impact of effective stress on the hydraulic conductivity change of clayey soil in these cycles were investigated. A flexible-wall triaxial hydraulic conductivity apparatus was used to measure the HC of the specimens subjected to freeze-thaw cycles. During the freezing process ice lenses grow in soil sample and when the ice lenses melt, a network of cracks is left and the HC increases. Increasing the effective stress reduces the increased hydraulic conductivity due to freeze-thaw cycles. The results show that on the contrary to compacted clayey soil, the application of intermittent freeze-thaw cycles does not significantly affect the HC of GCL even when GCL sample is subjected to extreme climatic conditions during which it continues to exhibit good performance as a hydraulic barrier.