ارزیابی تأثیر درصد الیاف بر سرعت موج برشی و مدول برشی حداکثر زباله‌های جامد شهری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

طی سالیان گذشته، محققان متفاوتی به ارزیابی میدانی و آزمایشگاهی جامعی از زباله‌های بازیابی شده از مرکز دفن کهریزک پرداخته‌اند. در این راستا، به منظور اندازه‌گیری سرعت موج برشی و ارزیابی مدول برشی حداکثر، از دستگاه بندر المنت نصب شده بر دستگاه سه محوری سیکلیک استفاده شده است. آزمایش‌ها بر روی نمونه‌های تازه‌ی زباله در جهت ارزیابی اثرات درصد الیاف (سه ترکیب مختلف الیاف 3 ،0و 6درصد وزنی،) تنش همه جانبه ( 150 ،75و 300کیلوپاسکال) و وزن مخصوص ( 9و 12کیلونیوتن بر متر مکعب) بر سرعت موج برشی و مدول برشی حداکثر انجام شد. نتایج آزمایش‌ها بیانگر تأثیر قابل توجه تنش همه جانبه و وزن مخصوص بر سرعت موج برشی و مدول برشی حداکثر زباله‌های جامد شهری بود. همچنین اثر بسزا الیاف در حرکت امواج توسط بندر المنت ثبت شد. بطوریکه با افزایش درصد الیاف سرعت موج برشی افزایش یافته، هرچند امواج در نمونه‌ها با درصد الیاف بالا، انرژی کمتری را دارا بودند. باید در نظر داشت که اثر درصد الیاف بر سرعت موج برشی در تنش‌های همه جانبه بالاتر، بیشتر می‌شود. در این بین نکته کلیدی نقش تنش‌های همه جانبه بالاتر در تراکم بیشتر نمونه است که منجر به افزایش سختی شده است. لازم به ذکر است که عواملی چون ترکیب زباله، وزن مخصوص و انرژی تراکمی بسیار به یک دیگر وابسته بوده که همین امر تعیین میزان تأثیر این عوامل را به تنهایی بر روی مدول برشی زباله بسیار دشوار ساخته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluating the Effect of Fiber Content on the Shear wave Velocity and Small-strain Shear Modulus of Municipal Solid Waste Using Bender Element (BE)

نویسندگان [English]

  • M. Keramati 1
  • H. Torabi 2
  • P. Alidoust 2
  • N. Shariatmadari 2
1 Faculty of Civil Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
2 Department of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

During the past years researchers have conducted a number of comprehensive in-situ and laboratory tests on municipal solid waste (MSW). Following these investigations, for the purpose of measuring shear wave velocity and small-strain shear modulus a set of bender element device mounted on cyclic triaxial test apparatus located in Iran University of science and technology was employed. Tests were conducted on medium-sized samples of fresh MSW in order to primarily evaluate the influence of fiber content (fiber contents of 0, 3 & 6 %), confining stress (75, 150 & 300 kPa confining stress) and unit weight (9 & 12 kN/m3) on shear wave velocity and small-strain shear modulus. The influence of fiber content on movement of shear wave velocity was observed using bender element tests. Although increasing the fiber content of MSW samples caused a higher shear wave velocity, the energy of received wave by bender element device had lower magnitude this could be attributed to lower capacity of plastic fibers to transmit the wave, however the increased shear wave velocity of samples with greater fiber content could be attributed to higher compaction effort. It is considerable that the effect of fiber content is more significant under higher confining stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Municipal solid waste
  • Small strain shear modulus
  • Bender Element Test
  • fiber content
[1] I.M. Idriss, G. Fiegel, M.B. Hudson, P.K. Mundy, R. Herzig, Seismic response of the Operating Industries landfill, Earthquake design and performance of solid waste landfills, ASCE Geotechnical Special Publication No.54, editors M.Y. Yegian, W.D. Liam Finn, pp.83-118., (1995).
[2] D.P. Zekkos, Evaluation of static and dynamic properties of municipal solid-waste, University of California, Berkeley, (2005).
[3] B. Ramaiah, G. Ramana, E. Kavazanjian Jr, N. Matasovic, B. Bansal, Empirical Model for Shear Wave Velocity of Municipal Solid Waste In Situ, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, (2015) 06015012.
[4] A. Abreu, O. Gandolfo, O.M. Vilar, Characterizing a Brazilian sanitary landfill using geophysical seismic techniques, Waste Management, 53 (2016) 116-127.
[5] I. Stokoe, Field Testing Method for Evaluating the Small-Strain Shear Modulus and Shear Modulus Nonlinearity of Solid Waste, Geotechnical Testing Journal, 38(4) (2015) 1-15.
[6] D. Zekkos, A. Sahadewa, R.D. Woods, K.H. Stokoe, Development of Model for Shear-Wave Velocity of Municipal Solid Waste, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 140(3) (2013) 04013030.
[7] I. Towhata, Geotechnical earthquake engineering, Springer Science & Business Media, (2008).
[8] G. Tchobanoglous, H. Theisen, S.A. Vigil, V.M. Alaniz, Integrated solid waste management: engineering principles and management issues, McGraw-Hill New York, (1993).
[9] B. Ramaiah, G. Ramana, E. Kavazanjian Jr, N. Matasovic, B. Bansal, Empirical Model for Shear Wave Velocity of Municipal Solid Waste In Situ, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, (2015) 06015012.
[10] M. Khaleghi, In-situ CSWS test to determine the effect of aging on shear wave velacity of municipal solid waste (Case study: Kahrizak Landfill), Iran University of Science and Technology, (2011).
[11] N. Dixon, D. Jones, R. Whittle, Mechanical properties of household waste: In situ assessment using pressuremeters, in: Proceedings Sardinia, (1999), pp. 453-460.
[12] J.J. Lee, Dynamic Characteristics of Municipal Solid Waste (MSW) in the Linear and Nonlinear Strain Ranges The University of Texas at Austin December (2007).
[13] B. SEO, Compositional effect on the mechanical propertise of material solid waste, Arizona state university, (2008).
[14] P. Yuan, E. Kavazanjian, W. Chen, B. Seo, Compositional effects on the dynamic properties of municipal solid waste, Waste management, 31(12) (2011) 2380-2390.
[15] Evaluation the Tehran Municipal solid waste (MSW) management, Tehran Urban Research and Planning Center (TRPC), (2015). (In Persian)
[16] D. Hoornweg, P. Bhada-Tata, What a waste: a global review of solid waste management, (2012).
[17] T.L. Zhan, Y. Chen, W. Ling, Shear strength characterization of municipal solid waste at the Suzhou landfill, China, Engineering Geology, 97(3-4) (2008) 97-111.
[18] O. Del Greco, A. Fassino, A. GODIOHTT, Seismic investigation for the assessment of the elastic settlement in MSW landfill, (2007).
[19] P. Yuan, E. Kavazanjian Jr, W. Chen, B. Seo, Compositional effects on the dynamic properties of municipal solid waste, Waste management, 31(12) (2011) 2380-2390.
[20] S. Yamashita, T. Fujiwara, T. Kawaguchi, T. Mikami, Y. Nakata, S. Shibuya, International parralel test on the measurement of Gmax using bender elements, Organized by Technical Comittee, 29 (2007).
[21] J. Marjanovic, The study of shear and longitudinal velocity measurements of sands and cohesive soils, Massachusetts Institute of Technology, (2012).
[22] D 4767-04: Standard test method for consolidated undrained triaxial compression test for cohesive soils, in: ASTM Int., West Conshohocken, Pa, (2004).
[23] J. Li, D. Ding, Nonlinear elastic behavior of fiber-reinforced soil under cyclic loading, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 22(9-12) (2002) 977-983.