بررسی آزمایشگاهی رفتار جذب رطوبت GCL از خاک زیرین آلوده به شیرابه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی ژئوتکنیک، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تفرش، تفرش، ایران

چکیده
هدف: GCL  قبل از تماس با شیرابه باید به­اندازه کافی هیدراته یا به عبارتی جذب رطوبت داشته باشند تا خاصیت آب­بندی پیدا کنند و مانعی دربرابر نفوذ شیرابه به خاک زیرین باشند. GCL از خاک زیرین رطوبت جذب کرده، متورم شده، خاصیت آب­بندی پیدا می­کند؛ از این رو بررسی رفتار جذب رطوبتی GCL از خاک زیرین اهمیت پیدا کرده و موضوع پزوهش برخی از محققان واقع شده است. هدف از  این پژوهش بررسی رفتار جذب رطوبتی GCL از خاک زیرین آلوده به شیرابه و تأثیر حضور شیرابه بر هیدراتاسیون GCL و خاصیت آب­بندی آن  است. 
مواد و روش‌ها: در این پژوهش رفتار جذب رطوبتی GCL از سه نوع خاک  ماسه‌ای،  مخلوط و ریزدانه،  برای هر یک از این خاک­ها در سه درصد  رطوبت اولیه متفاوت، برای خاک ماسه­ای  شامل 8%،  13% و 23%، برای خاک مخلوط و خاک ریزدانه  شامل 4/2%،  4/12% و 4/17% بررسی شد و نتایج آن ارائه گردید؛ سپس به بررسی رفتار جذب رطوبتی GCL در حضور شیرابه برای هر سه نوع خاک در شرایطی که خاک­ها با سه درصد مختلف شیرابه آلوده شده بودند، پرداخته شد.
نتایج: نتایج بررسی رفتار جذب رطوبت GCL نشان می­دهد که درحضور شیرابه مقدار رطوبت جذب­شده توسط GCL در بازه زمانی مورد آزمایش کمتر از مقدار مورد انتظار بوده است.
نتیجه‌گیری: وجود شیرابه تاثیر منفی به­سزایی روی هیدراتاسیون GCL دارد که بیش از  2 الی 6 برابر کاهش  را به ­همراه­دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Laboratory investigation of GCL moisture absorption from leachate-contaminated subsoil

نویسندگان English

Hamed Ghanbari
Mohammad Reza Boroomand
Hamid Reza Saba
Geotechnical Engineering Group, Department of Civil Engineering, Tafresh University, Tafresh, Iran
چکیده English

Before contact with leachate, GCL must be sufficiently hydrated, or in other words absorb moisture, so that it has sealing properties and prevents the penetration of leachate into the subsoil. GCL absorbs moisture from the subsoil and swells and gets sealing properties, therefore, investigating the moisture absorption behavior of GCL from the subsoil has become important and has become the subject of research by some researchers. The purpose of this research is to investigate the moisture absorption behavior of GCL from the subsoil contaminated with leachate and what effect the presence of leachate has on the hydration of GCL and its sealing properties. In this research, the moisture absorption behavior of GCL from three types of sandy soil, mixed and fine-grained, for each of these soils in three different initial moisture percentages, for sandy soil including 8%, 13%, and 23%, for mixed soil and Fine-grained soil including 2.4%, 12.4% and 17.4% was investigated and its results were presented, then the moisture absorption behavior of GCL in the presence of leachate was investigated for all three types of soil in the condition that the soils were in three types of leachate percentage. Various were contaminated. The results of investigating the moisture absorption behavior of GCL show that in the presence of leachate, the amount of moisture absorbed by GCL in the tested time period is less than the expected value and the presence of leachate has a significant negative effect on GCL hydration by more than 2 to 6 times.

کلیدواژه‌ها English

GCL
leachate
hydration
subsoil
بدو، ک.، و نجف زاده، م. (1392). مقایسه عملکرد لایه های مانع انتقال آلودگی با استفاده از مدل های آزمایشگاهی. دانش آب و خاک مجله علمی پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز، دوره 2:23(2)، صفحه 84-71.
 خدابنده، م.ع.، بشارتی نژاد، ع.، حسینی س.م. (1395). بررسی آزمایشگاهی تاثیر آلودگی شیرابه زباله های شهری بر رفتار خاک های فروریزشی. چهارمین کنفرانس ملی پژوهشهای کاربردی در مهندسی عمران، معماری و مدیریت شهری
فروغ الدین، م جلیلی قاضی زاده، م میرابی، م نظری، م. ( 1396). ارزیابی پارامترهای موثر بر هزینه ساخت لاینر رسی متراکم در محل های دفن پسماند شهری- نشریه: علوم محیطی، دوره 15، شماره 4 ، صفحات 192-177.
 
Acikel, A.S. Gates, W.P., Singh, R.M., ouazza, A.B. Rowe, R.K. (2018). Insufficient initial hydration of GCLs from some subgrades: Factors and causes , 46 , 770-781.
Aldaeef, A. A., & Rayhani, M. T. (2014). Hydraulic performance of Compacted
Clay Liners (CCLs) under combined temperature and leachate exposures. Waste
Management
, 34(12), 2548–2560.
Anderson, R., Rayhani, M. T., & Rowe, R. K. (2012). Laboratory investigation of GCL hydration from clayey sand subsoil. Geotextiles and Geomembranes, 31, 31-38.
Badou K, Najafzadeh M, (2013). Comparing the performance of pollution barrier layers using laboratory models. Soil and Water Science, Scientific Research Journal of the Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Volume 23, Issue 2, Serial Number 2, Pages 84-71. (in Persian)
Chevrier, B., Cazaux, D., Didier, G., Gamet, M., & Guyonnet, D. (2012). Influence of subgrade, temperature and confining pressure on GCL hydration.  Geotextiles and Geomembranes, 33, 1-6.
Forougheddin M., Jalili Ghazizadeh M., Mirabi M., Nazari M. R., (2017). Evaluation of effective parameters on the cost of constructing dense clay liners in urban waste landfills - Journal: Environmental Sciences, Volume 15, Issue 4, Pages 192-177. (in Persian)
Ishimori, H., & Katsumi, T. (2012). Temperature effects on the swelling capacity and
barrier performance of geosynthetic clay liners permeated with sodium chloride
solutions. Geotextiles and Geomembranes, 33, 25-33.
Jo, H. Y., Benson, C. H., Shackelford, C. D., Lee, J. M., & Edil, T. B. (2005). Long-term
hydraulic conductivity of a geosynthetic clay liner permeated with inorganic salt
solutions. Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, 131(4), 405-417.
Khodabandeh M. A., Beshartanejad A, Hosseini S. M., (2016). Laboratory investigation of the effect of urban waste leachate pollution on the behavior of collapsing soils. Fourth National Conference on Applied Research in Civil Engineering, Architecture and Urban Management. (in Persian)
Madalena Barroso, Nathalie Touze-Foltz , Kent von Maubeuge , Patrick Pierson , (2006). Laboratory investigation of flow rate through composite liners consisting of a geomembrane, a GCL and a soil liner , 24 , 139-155.
Mazzieri, F., Gemmina Di, E.,  Evelina F., Marta Di S.,  Pasqualini, E., (2013). Permeation of two GCLs with an acidic metal-rich synthetic leachate, 40, 1-11.
Mohammadi, A. & Boroomand, M. R., 2021, Strength and Durability of Soft Clay Stabilized with Recycled Gypsum (Bassanite), Advances in Civil Engineering Materials 10(1). 16-33. DOI: 10.1520/ACEM20190154
Mohammadi A, Ebadi T, Boroomand MR (2019) Physical modelling of axial compressive bearing capacity of instrumented piles in oil-contaminated sandy soil. Iranian Journal of Science and Technology Eng. https://doi.org/10.1007/s40996-019-00279-7
Nathalie T. F , Christian D., Eneric G. (2006).Hydraulic and mechanical behavior of GCLs in contact with leachate as part of a composite liner, 24 , 188-197.
Phillips, P., & Eberle, M. (2001). The use of Geosynthetic Clay Liners (GCL's) in
containment applications-an Australian perspective. Environmental Geotechnics, 365-371.
Rayhani, M.T, Rowe, R.K., Brachman, R.W.I., Take, W.A., Siemens, G., (2011). Factors affecting GCL hydration under isothermal conditions, 29, 525-533.
Rowe, R. K., & Orsini, C. (2003). Effect of GCL and subgrade type on internal erosion in
GCLs under high gradients. Geotextiles and Geomembranes, 21(1), 1-24.
Rowe, R. K., & Hosney, M. S. (2013). Laboratory investigation of GCL
performance for covering arsenic contaminated mine wastes. Geotextiles and
Geomembranes
, 39, 63–77.
Rowe Kerry, R., Garcia, J. D. D., Brachman, R. W. I., & Honsey, M. S. (2019). Chemical interaction and hydraulic performance of geosynthetic clay liners isothermally hydrated from silty sand subgrade. Geotextiles and Geomembranes.
Ruhl, J. L., & Daniel, D. E. (1997). Geosynthetic clay liners permeated with chemical
solutions and leachates. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 123(4),
369-381.
Sarabian, T., & Rayhani, M. T. (2013). Hydration of geosynthetic clay liners from clay subsoil under simulated field condition. Waste Management, 33, 67-73.
Shackelford, C. D., Benson, C. H., Katsumi, T., Edil, T. B., & Lin, L. (2000). Evaluating
the hydraulic conductivity of GCLs permeated with non-standard liquids. Geotextiles and
Geomembranes
, 18(2), 133-161.
Shan, H. Y., & Lai, Y. J. (2002). Effect of hydrating liquid on the hydraulic properties of
geosynthetic clay liners. Geotextiles and Geomembranes, 20(1), 19-38.
Thiel, R.S., & Criley, K. (2003), Hydraulic Conductivity of a GLC Under Various High
Effective Confining Stresses for Three Different Leachates. Journal of Geosynthetics
International
.
Weerasinghe, I.A., Gallage, C., Dawes, L., Kendall, P., (2020). Factors affecting the hydraulic performance of a geosynthetic clay liner overlap. Journal of Environmental Management (vol.271).
Weerasinghe, I.A., Gallage, C., Dawes, L., Kendall, P., (2021). Effect of overburden confining stress on hydraulic performance of geosynthetic clay liner, 49, 1451 – 1469.