عایق ژئوسینتتیک

کنترل نشت و ایجاد مانع هیدرولیکی یکی از مسائل مهم در مهندسی عمران می باشد هزینه بالای مصالح عایق مصنوعی و غیر اقتصادی بودن استفاده از آنها در پروژه های بزرگ باعث شده است تا مصالح با نفوذپذیری کم طبیعی بیشتر مورد توجه قرار گیرند.

مصالح طبیعی نیز به نوبه خود مشکلات خاصی را دارند که باعث شده است این مصالح با رضایت کامل مورد استفاده قرار نگیرند.

اثر چرخه های یخ زدگی ذوب شدگی بر ضریب نفوذپذیری رس متراکم و عایق های رسی ژئوسینتتیک در سازه های ذخایر آب و مدفن های زباله شهری موضوع اساسی در طراحی سیستم های مانع انتقال در این سازه ها می باشد.

محققین متعددی برای ارزیابی اثر چرخه های یخ زدگی ذوب شدگی بر ضریب نفوذپذیری خاکهای رسی متراکم مطالعاتی را انجام داده اند که یافته های این مطالعات توسط اتمان جمع بندی شده است.

مطالعات شامل ۱۴ خاک رسی متفاوت بود نتایج نشان دادند که افزایش در ضریب نفوذپذیری تا ۱۴۰۰ برابر در نتیجه یخ زدگی ذوب شدگی می تواند اتفاق بیافتد. افزایش در ضریب نفوذپذیری برای خاک رسی با ضریب نفوذپذیری اولیه کمتر بیشتر بود اتمان و بنسون در سال ۱۹۹۳ اثر تراکم و شرایط خارجی را بر ضریب نفوذپذیری سه خاک رسی متراکم با خواص متفاوت بررسی کردند.

بررسی ها نشان دادند که گرادیان دمایی و تعداد چرخه های یخ زدگی ذوب شدگی بیشترین اثر را روی ضریب نفوذپذیری داشتند.

افزایش در ضریب نفوذپذیری رس متراکم در اثریخ زدگی ذوب شدگی را به شبکه ای از ترک ها که در طول دوره یخ زدگی در خاک رسی شکل گرفتند نسبت دادند .

ضریب نفوذپذیری یک لایه GCL نسبت به آب بعد از یک تا سه چرخه یخ زدگی ذوب شدگی تغییر نمیکند .

نتایج ضرایب نفوذپذیری برای یک لایه GCL را که در معرض تا ۲۰ چرخه یخ زدگی – ذوب شدگی قرار گرفته بود را گزارش کردند.

نتایج این گونه بود که ضریب نفوذپذیری GCL نسبت به آب در اثر اعمال این چرخه های یخ زدگی ذوب شدگی افزایش پیدا نمی کند.

اثر پدیده یخ زدگی ذوب شدگی بر ساختار عایق های رسی

توسینتتیکی در شکل ۱ عکسهای ۲۰۰۰ برابر بزرگتر شده از بنتونیت داخل مونه های GCL که تحت ۰، ۵ و ۱۲ چرخه یخ زدگی – ذوبشدگی قرار رفته نشان داده شده است.

نواحی سیاه رنگ در تصاویر حفرات بنتونیت هستند برای نمونه ای که تحت یخ زدگی – ذوب شدگی قرار نگرفته است دازه حفرات تقریبا m ۱ تا m ست و به صورت یکنواخت گسترده ده اند برای نمونه های قرار گرفته در معرض چرخه های یخ زدگی ذوب شندگی اندازه این حفرات تقریبا تا است.

همانطور که ملاحظه می شود اعمال چرخه های یخ زدگی ذوب شدگی تاثیر چندانی بر ساختار عایقهای رسی ژئوسینتتیک ندارد.

اثر شیرابه بر ضریب نفوذپذیری لایه های رسی و عایق های رسی

میدانیم ضریب نفوذپذیری رسها میتواند به طور قابل توجهی با کنش سیستم -رس سیال تحت تاثیر قرار گیرد. مواد شیمیایی زیادی تمایل به کاهش ضخامت DDL دارند که باعث انقباض توده خاک شده و باعث کاهش در نیروی دافعه و بنابراین باعث جمع شدگی ذرات رس می شود.

نتیجه گیری

در این مطالعه تغییرات ضریب نفوذپذیری خاک رسی متراکم و عایق های رسی ژئوسنتتیک GCL تحت اثر چرخه های یخ زدگی ذوب شدگی و تحت نفوذ دو سیال آب و شیرابه مورد ارزیابی قرار گرفتند.

همچنین تاثیر میزان تنش موثر بر ضریب نفوذپذیری لایه های رسی و عایق های رسی ژئوسینتتیک تحت اثر چرخه های یخ زدگی ذوب شدگی بررسی شد که نتایج حاصل از این تحقیق را میتوان به صورت زیر خلاصه نمود:

• برای مشاهده اثر چرخه های یخ زدگی ذوب شدگی بر ضریب نفوذپذیری خاک رسی متراکم آزمایش های نفوذپذیری سهم حوری بر روی خاک رسی تحت تنش موثر ۳۰ و گرادیان هیدرولیکی ۱۰ انجام شد.
• برای هر چرخه یخ زدگی ذوبشدگی ۲ نمونه تحت آزمایش قرار گرفتند.
• ضریب نفوذپذیری در ابتدا تحت اثر اولین چرخه یخ زدگی ذوب شدگی تقریبا ۱۰ برابر میشود.
• ضریب نفوذپذیری با افزایش تعداد چرخه های یخ زدگی – ذوب شدگی افزایش مییابد اما نرخ افزایش در ضریب نفوذپذیری بعد از ۳ چرخه یخ زدگی ذوب شدگی کاهش می یابد.