ارزیابی تاثیر شیرابه زائدات شهری بر ویژگی‌های مکانیکی خاک ریزدانه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد عمران- ژئوتکنیک، دانشکده فنی مهندسی گرگان، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

2 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی گرگان، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

چکیده

یکی از مهم‌ترین پیامد‌های زیست‌محیطی مواد زائد شهری، تولید شیرابه ناشی از مواد آلی در محل دفن می‌باشد. شیرابه مایع بسیار خطرناکی است که باعث آلودگی آب‌های سطحی، زیرزمینی و خاک‌های اطراف می­شود. پارامترهای مکانیکی خاک تحت تأثیر تماس با شیرابه تغییر می‌کند که این تغییرات به نوع خاک و شیرابه وابسته است. شایان ذکر است که این تغییرات در خاک مراکز دفن، ممکن است که بر پایداری ساختاری سازه مرکز دفن اثرگذار باشد. بنابراین در این پژوهش به بررسی اثر شیرابه طبیعی مرکز دفن زباله آق‌قلا بر خاک ریزدانه سیلتی-رسی محل دفن پرداخته شد. به این منظور شیرابه طبیعی مرکز دفن زباله آق‌قلا و خاک محل مرکز دفن که از قبل تماسی با شیرابه نداشته است، تهیه شد. سپس نمونه‌های حاوی 0، 5 و 15 درصد شیرابه تهیه شد و در سه زمان عمل‌آوری 7، 14 و 28 روزگی تحت آزمایش سه محوری تحکیم­نیافته-زهکشی­نشده قرار گرفتند. در تحلیل نتایج آزمایش‌ها، به بررسی منحنی تنش-کرنش با در نظر گرفتن میزان درصد شیرابه، زمان قرارگیری در معرض شیرابه و فشار همه‌جانبه به عنوان متغیر‌های اعمالی به نمونه‌ها پرداخته ‌شد. علاوه بر این نتایج مربوط به مقادیر چسبندگی و زاویه اصطکاک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که افزودن شیرابه موجب کاهش حداکثری تنش محوری اضافی خاک می­شود و این روند با افزایش غلظت شیرابه و گذشت زمان در خاک افزایش می‌یابد. علاوه بر آن بررسی تغییرات مقادیر زاویه اصطکاک و چسبندگی نشان داد که آلوده شدن خاک به شیرابه منجر به کاهش زاویه اصطکاک و افزایش چسبندگی آن می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Mechanical Properties of Fine-Grained Soil Contaminated with Solid Waste Landfill Leachate

نویسندگان [English]

  • Ahmadreza Hasanzadeh 1
  • Ali Biglari Fadafan 2
  • S.Yasin Mousavi 2
  • Alireza Tabarsa 2
1 Post-graduate student of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Golestan University, Gorgan, Iran
2 Post-graduate student of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Golestan University, Gorgan, Iran
چکیده [English]

One of the most significant environmental consequences of municipal solid waste is the generation of leachate at landfills. Leachate is a very hazardous liquid leading many difficulties including contamination of surface, groundwater, and soil. The mechanical parameters of the soil can be affected in contact with leachate and its changes depend upon the type of leachate and soil. The reactions between the soil system and the leachate cause changes in landfill soil mechanical properties that may affect the structural stability of the landfill structures. So that, the present study investigate the effects of natural leachate of Aq Qala landfill on silty-clay soil. For this purpose, the natural leachate samples and the untoched soil samples with leachate were collected from the Aq Qala landfill. Unconsolidated no drained (UU) triaxial test was performed on soil specimens containing 0, 5 and 15% leachate at three curing times; 7, 14, 28 days. In order to analyze the obtained results, the stress-strain curve was investigated in terms of leachate amount, curing period and cell pressure as the variables applied to the samples. The results indicate that the contamination of soil by leachate reduces the maximum deviator stress and the friction angle, while it increases the soil adhesion. In addition, the influence of leachate increases by leachate concentration in the soil and curing period.

کلیدواژه‌ها [English]

  • leachate
  • Triaxial tests
  • Land Fill
  • Friction Angle
  • cohesion
Abdi, M., & Fakharian, K. (2002(. Study of leachate effect on soil behavior of solid waste landfill in Tehran (Fukuka design), in: Proceedings of Conference on Land Improvement, 5-6 March, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran, (in Persian)  
Afolagboye, L. O., & Talabi, A. O. (2014). Effect of curing time on unconfined compressive strength of lateritic soil stabilized with tyre ash. International Journal of Research in Applied, Natural and Social Sciences, 2(6), 189-200.
Arasan, S. (2010). Effect of chemicals on geotechnical properties of clay liners: a review. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, 2(8), 765-775.
Arasan, S., & Yetimoglu, T. (2008). Effect of inorganic salt solutions on the consistency limits of two clays. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 32(2), 107-115.
Bagchi, A. (2004). Design of landfills and integrated solid waste management. John Wiley & Sons.
Cyrus, S., Kumar, T. G., Abraham, B. M., Sridharan, A., & Jose, B. T. (2010). Effect of industrial wastes on the physical and engineering properties of soils. In: Proceedings of Indian Geotechnical Conference GEOtrendz, 16-18 December, pp. 357-360.           
Gholami, Y., Saghafi, M., & Heidari, M. (2019). The effect socio-economic indicators of citizen participation in the management of household waste (case study of GORGAN). Geographical arrangement of space, 8(30), 149-158.
Harun, N. S., Ali, Z. R., Rahim, A. S., Lihan, T., & Idris, R. M. W. (2013). Effects of leachate on geotechnical characteristics of sandy clay soil. In: Proceedings of AIP Conference, November, 1571(1), pp. 530-536.
Hoornweg, D., & Bhada-Tata, P. (2012). What a waste: A global review of solid Waste Man. Urban Development Series Knowledge Papers.
Hou, J., Li, J., & Chen, Y. (2019). Coupling effect of landfill leachate and temperature on the microstructure of stabilized clay. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 78(1), 629-640.
Khodary, S. M., Negm, A. M., & Tawfik, A. (2018). Geotechnical properties of the soils contaminated with oils, landfill leachate, and fertilizers. Arabian Journal of Geosciences, 11(2), 13.
Li, J. S., Xue, Q., Wang, P., & Liu, L. (2013). Influence of leachate pollution on mechanical properties of compacted clay: a case study on behaviors and mechanisms. Engineering geology, 167, 128-133.
Loni, O. A., Hussein, M. T., & Alrehaili, A. M. (2013). Geo-environmental effect of landfill site, southeast of Riyadh, Saudi Arabia. Arabian Journal of Geosciences, 6(6), 2021-2033.
Nayak, S., Sunil, B. M., & Shrihari, S. (2007). Hydraulic and compaction characteristics of leachate-contaminated lateritic soil. Engineering Geology, 94(3-4), 137-144.
Osinubi, K. J., Eberemu, A. O., Ijimdiya, T. S., & Yohanna, P. (2020). Interaction of landfill leachate with compacted lateritic soil treated with bacillus coagulans using microbial-induced calcite precipitation approach. Journal of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste, 24(1), 04019024.
Ouria, A., & Farsijani. A. (2019). The Effect of Waste Leachate on the Strength Parameters of Clay with High and Low Plasticity, Amirkabir J. Civil Eng., 50(6), 1081-1092.
Ozcoban, M. S., Tufekci, N., Tutus, S., Sahin, U., & Celik, S. O. (2006). Leachate removal rate and the effect of leachate on the hydraulic conductivity of natural (undisturbed) clay. Journal of Scientific & Indastrial Reasearch, 65, 264-269.
Oztoprak, S., & Pisirici, B. (2011). Effects of micro structure changes on the macro behaviour of Istanbul (Turkey) clays exposed to landfill leachate. Engineering Geology, 121(3-4), 110-122.
Renou, S., Givaudan, J. G., Poulain, S., Dirassouyan, F., & Moulin, P. (2008). Landfill leachate treatment: review and opportunity. Journal of hazardous materials, 150(3), 468-493.
Shariatmadari, N., La, B. A., Nezhad, H. E., & Askari, B. (2016). Investigating the stress–strain and failure behavior of soils contaminated with urban solid waste leachate: a case study from the landfill area of Saravan, Rasht. International Journal of Civil Engineering, 14(7), 451-457.
Shivaraju, R., Ravishankar, B. V., & Nanda, H. S. (2016). Impact of municipal solid waste disposal on compaction characteristics and strength of red soil. Journal of civil engineering and architecture, 10, 1168-1172.
Sunil, B. M., Shrihari, S., & Nayak, S. (2009). Shear strength characteristics and chemical characteristics of leachate-contaminated lateritic soil. Engineering Geology, 106(1-2), 20-25.
Zhao, Y., Xue, Q., Huang, F. X., Hu, X. T., & Li, J. S. (2016). Experimental study on the microstructure and mechanical behaviors of leachate-polluted compacted clay. Environmental Earth Sciences, 75(12), 1006.