24227

CIV2 221

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران- ژئوتكنيك

مهندسي عمران و حمل و نقل

1403/09/24

90 ص.

محمود هاشمي اصفهانيان

علي دهنوي

خواص فيزيكي , خواص مكانيكي , آلودگي خاك , شيرابه زباله جامد شهري , زباله‌دان

شيرابه مدفن‌هاي پسماند زباله درنتيجه نفوذ آب به داخل زباله‌هاي جامد، اكسيداسيون زباله‌ها و خوردگي تدريجي زباله‌ها ايجاد مي‌شود. مكان‌هاي دفن زباله كه اصولي طراحي نشده‌اند به شيرابه اجازه مي‌دهد كه به‌راحتي به لايه‌هاي خاك نفوذ كند و اين ممكن است بر روي خواص مهندسي خاك مانند مقاومت برشي، تغيير حجم، تراكم‌پذيري، تورم و خواص شيميايي مانند جذب و ماندگاري فلزات سنگين تأثير بگذارد. در اين پايان‌نامه به بررسي دقيق تأثير شيرابه مدفن پسماند خانگي اصفهان بر خواص مكانيكي و فيزيكي خاك اطراف اين مدفن پرداخته‌شده است. براي اين مطالعه 9 نمونه خاك از اطراف مدفن به‌صورت سطحي و در عمق نمونه‌برداري و پس از انجام آزمايش‌هاي مختلف به تأثير آلودگي شيرابه بر روي خاك پرداخته شد. آزمايش‌ ICP بر روي نمونه خاك‌ها صورت گرفت تا انتقال و سرنوشت فلزات سنگين موردبررسي قرار بگيرد كه اين نتايج نشان‌دهنده آلودگي نقاط نزديك به مدفن و در سطح بوده و با فاصله گرفتن در سطح و افزايش عمق از ميزان آلودگي خاك بسيار كم شده و تغيير محسوسي در خاك به وجود نيامده است به طوريكه رسوب فلزات سنگين آرسنيك، روي، سرب، جيوه، مس، منگنز و كبالت در نمونه 1S نسبت به ساير نمونه‌ها بيشتر بوده و تا حدودي از مقادير مجاز استاندارد خاك كانادا نيز بيشتر مي‌باشد. تحليل نتايج آزمايش‌هاي مكانيك خاك حاكي از آن بود كه خاك‌آلوده شده به شيرابه كاهش مقاومت پيداكرده و ميزان تخلخل و نفوذپذيري افزايش و حدود آتربرگ و ضريب فشردگي و تورم آن كاهش‌يافته است. شيرابه باعث كاهش حد رواني و شاخص خميري خاك در نمونه 1S شده و تغييرات محسوسي در نمونه 2S تا 9S ديده نمي‌شود كه اين مي‌تواند به علت تغيير در ضخامت آب دولايه و انقباض آن باشد. نتايج آزمايش تراكم نشان‌دهنده اين است كه با افزايش و رسوب آلودگي درصد رطوبت بهينه افزايش‌يافته است كه اين به علت انقباض آب دوگانه مي‌باشد، اين تغييرات تنها در نمونه‌ي1S ديده‌شده و تغييري در نمونه 2S تا 9S ديده نمي‌شود به طوريكه وزن مخصوص حداكثر نمونه 1S برابرg/cm3 84/1 و ساير نمونه‌ها بين g/cm3 95/1 تا g/cm3 97/1 بود. افزايش آلودگي خاك باعث افزايش نفوذپذيري آن شده كه اين به علت خوردگي و افزايش تخلخل خاك بوده است به طوريكه نفوذپذيري نمونه 1S برابر6- 10× 43/7 و ساير نمونه‌ها بين 6- 10× 09/3 تا 6- 10× 78/3 بود. با بررسي پارامترهاي ضريب فشار و تورم در آزمايش تحكيم اين نتيجه حاصل شد كه با افزايش آلودگي ضريب فشار وتورم كاهش‌يافته است كه اين به علت انقباض آب دولايه مي‌باشد البته تغييرات تنها در نمونه 1S مشاهده شد كه مقدار ضريب فشار برابر 09/0 و در ساير نمونه‌ها در بازه 13/0 تا 17/0 بود و مقدار ضريب تورم در نمونه 1S برابر 015/0 و در ساير نمونه‌ها بين 021/0 تا 026/0 بود. مقادير پارامترهاي مقاومتي خاك همچون چسبندگي در نمونه1S نسبت به ساير نمونه‌ها تقريباً كاهش 30-40 درصدي داشته است البته، در مورد زاويه اصطكاك تغيير محسوسي ديده نشد. تصاوير ميكروسكوپي نشان‌دهنده افزايش تخلخل خاك و تغيير در شكل ذرات و بافت آن مي‌باشد كه اين خود علتي بر تغييرات اساسي در خواص فيزيكي مي‌باشد.

Physical properties , Mechanical properties , Soil contamination , Municipal solid waste leachate , Dumpsite

Investigating effect of the municipal landfill leachate on mechanical and physical properties nearby Soil (A case study of Isfahan municipal landfill-Iran)

مهندسي عمران

Leachate from waste landfill sites is generated as a result of water infiltration into solid waste, oxidation of waste materials, and gradual degradation of waste. Unengineered landfill sites allow leachate to easily permeate soil layers, potentially affecting engineering properties of the soil such as shear strength, volume change, compressibility, swelling, and chemical properties like heavy metal adsorption and retention. This thesis closely examines the impact of leachate from the household waste landfill in Isfahan on the mechanical and physical properties of the surrounding soil. For this study, nine soil samples were collected from the vicinity of the landfill, both superficially and at depth, and after conducting various tests, the effect of leachate pollution on the soil was assessed. ICP tests were carried out on the soil samples to investigate the transport and fate of heavy metals. The results indicated pollution in areas close to the landfill at the surface level, which significantly decreased with increasing distance and depth, resulting in negligible changes in the soil. Notably, the accumulation of heavy metals such as arsenic, zinc, lead, mercury, copper, manganese, and cobalt was higher in sample S1 compared to other samples, and it even exceeded the permissible standard values for soil in Canada. Analysis of the geotechnical test results revealed that the soil contaminated with leachate experienced a reduction in strength, an increase in porosity and permeability, and a decrease in the Atterberg limits and compressibility coefficient. Leachate caused a reduction in the liquid limit and plasticity index of the soil in sample S1, while no significant changes were observed in samples S2 to S9, which could be attributed to variations in the thickness of the double-layer water and its contraction. The results of the compaction tests indicated that with the increase and accumulation of pollutants, the optimum moisture content increased, which was due to the contraction of double-layer water. This change was observed in sample S1, while no changes were noted in samples S2 to S9, with the maximum specific weight of sample S1 being 1.84 g/cm³, while the other samples ranged from 1.95 g/cm³ - 1.97 g/cm³. The increase in soil pollution led to an increase in its permeability, attributed to corrosion and increased soil porosity, with the permeability of sample S1 being 7.43 × 10⁻⁶, while the other samples ranged from 3.09 × 10⁻⁶ to 3.78 × 10⁻⁶. Analyzing the pressure and swelling parameters in the consolidation test revealed that the cited values decreased with increasing pollution, attributable to the contraction of double-layer water; however, these changes were only observed in sample S1, where the pressure coefficient was 0.09, while other samples ranged from 0.13 to 0.17, and the swelling coefficient in sample S1 was 0.015, while other samples ranged from 0.021 to 0.026. The values of soil resistance parameters such as cohesion in sample S1 were approximately reduced by 30-40% compared to other samples, although no significant changes were observed in the angle of friction. Microscopic images indicated an increase in soil porosity, which itself is a reason for fundamental changes in physical properties. Leachate from waste landfills is generated as a result of water infiltration into solid waste, oxidation of the waste, and gradual corrosion of the waste. Landfill sites that are not properly designed allow leachate to easily penetrate the soil layers, which may affect the engineering properties of the soil, such as shear strength, volume change, compressibility, swelling, and chemical properties like the absorption and retention of heavy metals.

5

118532