دانلود مقاله مواد زائد - زباله های شهری

هر ساله میلیونها تن زباله های زائد جامد در ایران و سایر دنیا تولید می شود( تصویر 1-1) و این در حالی است که نقش قابل توجهی از این زباله ها براساس سیاست های استفاه مجدد و نیز بازشگت به چرخه استفاده به اعمال برخی از اطلاعات حذف می گردد.

به موازات این مسئله معیارهای بسیار جد زیستی مصرفی جهت نهائی لندفیلها گسترش جوامع شهری و عدم تمایل مردم به زندگی در جوار لندفیلها بصورت قابل توجهی باعث ایجاد محدودیت هایی جت ساخت لندفیلهای جدیدی می گردد.

این وضعیت فظار بسیار زیادی را بر لندفیلهای موجود برای جادادن زباله های بیشتر مرز حد درنظر گرفته شده در هنگام طرح وارد می کند.

این تصمیمات نهایتاً براساس ارزیابی های اقتصادی و سیاسی صورت میگیرد و مهندسین باید دنبال راه حلهای ابتکاری برای حل این مشکلها باشد.

در زمانی که روشهای مورد علاقه برای حجم بزرگی از مواد زائد موجود نیست فشار برای جادادن زباله بیشتر از مندفیلهای موجود افزایش یافته است.

دفن مطمئن زباله های بیشتر در مندفیلهای موجود نیار به آنالیزهای صحیح و دقیق مهندسی دارد.

برای اجزای مواد چنین تقلیل مهندسی توصیف قابل قبول پاسخ مکانیکی مواد زائد مورد نیاز است علاوه بر اینکه بخش فوقانی مندفیل ها نیاز به توسعه دارند و بار حصول به آن پاسخ پس از اجرء لازه محافظ فوقانی مندفیلها باید ارزیابی گردد.

این توسعه در کاربری مندفیلها هم می تواند بصورت قائم و هم بصورت جانبی باشد.

در تصویر 14.1 یک مقطع از توسعه قائم و جانبی مندفیل مشاهده می گردد.

در تصویر 14.2 نیز یک فرم دیگر در توسعه قائم مندفیل مشاهده می گردد.

اما هر چقدر نیاز جامعه برای بهینه سازی طرفیت مندفیل و اجزاء افزایش می یابد دانش ما در خصوص مکانیکی زباله همچنان محدود است.

خرابی های اخیر مندفیلها هشدارهائی در خصوص درک حرفه ای و دقیق از پاسخ مکانیکی زباله های زائد جامد می نماید.

گسیختگی در مندفیلها در بسیاری از مناطف دنیا نظر موارد زیر اتفاق افتاده است.

در 9 مارچ سال 1996 در لندفیل Rumpke در اوهایو 1.2 میلیون مترمکعب زبابه حالت گسیختگی رسیدکه کل سطحی را برای توسعه لندفیل تحت ساخت بود پوشاند.

( تصاویر 1.3 و 1.4)
در 27 سپتامبر سال 1997 در مندلفیل Dona Joanna در کلمبیا یک شیب شاید به دلیل ایجاد فشار آب حفره ای گسیخته شد تقریباً 1.5 میلیون مترمکعب از زباله های در طی 20 دقیقه گسیخته شدند و ناحیه ای به طول 1.5 کیلومتر را تحت تأثیر قرار دادند.

در 10 جولای سال 2000 پس از یک بارش سنگین آن شیب در مندفیل پایاتاس واقع در فیلیپین حاوی 13000 تا 16000 مترمکعبت گسیخته شد و خانه های اطراف مندیبل را پوشانده و باعث مرگ 270 نفر شد.

در مارچ 2003 در مندیبل Ano liosia که زباله های شهرهایی آتلیک و آتن در آن دفن می گردند یک شیب بصورت ناگهانی گسیخته شد که در این حادثه 000/800 مترمکعب پایه گسیخته شده تا نزدیکی ایستگاه teayching پیش رفت.

خوشبختانه این گسیختگی زمانی رخ داد که هیچ کارگری در آن منطقه کار نمی کرد.

این مندیبل درحال حاضر هم بیش از ظرفیت خود در خود زباله جای داده است اما فشارهای سیاسی نیز عدم دسترسی به مناطق جدید دفن زباله باعث شده این مندفیل کماکان به کار خود ادامه دهد.

در 21 فوریه 2005 سه روز پس از یک بارش خیلی سنگین در نزدیکی باندونگ، پایتخت ایالت غربی اندونزی در محل Leuwigojah یک گسیختگی رخ داد و که شاید بزرگترین خرابی شیب های مندفیل و به حجم 2.7 میلیون مترمکعب بود در این حادثه 143 نفر از ساکنان روستاهای اطراف این مندفیل جان باختند.

این گسیختگی ها در مندفیلها نمونه هایی از خرابی هائی هستند که:
1- شامل مقادیر قابل توجهی زباله باشند.

2- مکانیک زباله یک نقش بسیار مهم اما ناشناخته در پایداری این مندفیلها بازی می کرد.

3- نتایج این خرابی ها بسیار سخت و زیان آور شامل تلفات انسانی، آلودگی های زیست محیطی و قطع سرویس دهی این مراکز دفن به علاوه مضریات بسیار مهلک اجتماعی بود.

مقاومت برشی مصالح موجود در بدنه یک شیب مهمترین پارامتر در انجام هرگونه تحلیل پایداری در شیبها است.

اگرچه برای مصالح زائد جامد مقادیر ارائه شده برای مقاومت برشی و فاکتو های مرتبط با آن درادبیات فنی بسیار پراکنده است.

این مطالب به پاره ای از دلایل نظیر شامل بودن انواع مختلف مواد در درون زباله که در مندفیل ها مختلف متفاوت است اما انتظار برآن است که در یک مندفیل ثابت باشد، تفاوت در روند انجام تستها، در انتخاب ماده یا مصالحی که باید بعنوان مصالح آزمایش مدنظر باشد.

فرضیاتی که توسط محقق در نظر گرفته می شود و این حقیقت که یک چهارچوب مشاغل که برای ارزیابی نتایج این تستها چه آزمایشگاهی و چه درجا موجود نیست برمی گردد.

روشهای مختلفی برای رسیدن به مقاومت برسی مصالحMSW مورد استفاده قرار می گیرند:
1- آنالیز برگشتی مقاومتی بدست آمده از خرابی های مشاهده شده و نیز شیبها پایدار تحت شرابط دینامیکی، استاتیکی
2- تستهای درجا
3- تستهای آزمایشگاهی در مقیاس کوچک و بزرگ برروی نمونه های بازسازی شده.

نتایج چاپ شده برروی مصالح MSW براساس تاریخ آنها مرتب شده اند.حذف از این کار تهیه یک بانک اطلاعاتی از مقادیر گزارش شده مقاومت برشی مصالح MSW می باشد.

این بررسی برروی ادبیات فنی به مفهوم فراهم ساختن یک ارزیابی کامل از کار محققین مختلف نیست نتایج این افراد به تفصیل در مقاله های مربوطه ارائه شده است.

در ادامه این بررسی فنی خلاصه ای از موارد بدون پاسخ مانده در خصوص روابط تنش – کرنش این نوع مصالح و به عبارتی دیگر مقاومت استاتیکی ارائه شده است.

تعدادی تست برش مستقیم برروی زباله های بدست آمده از مناطق مختلف و مندفیلهای مختلف کانادا، انجام داده ابعاد جعبه این دستگاه برش مستقیم بود و نمونه با نرخ برش آزمایش شدند جز در مواردی که افزایش فشار حفره ای نیاز به کاهش این نرخ داشت مقدار زاویه اصطکاک داخلی از تاو میزان چسبندگی نیز از 10 تا 23 کیلو پاسکال متغیر بود.

این محققین گزارش کردند که پس از انجام آزمایش برای زباله های کهنه Black foot/But back میزان زاویه اصطکاک درونی، چسبندگی 38-42 و 16-14 بودند پس از انجام تست مصالح در محفظه پلاستیک ذخیره شده و یکسال بعد مجدداً تست شدند زاویه اصطکاک و چسبندیگ این نمونه تا و کاهش یافت.

براساس نظریه محققین این می تواند نتایج حاصل از تجزیه زباله باشد اما نتایج بیشتری برای اثبات این مطلب مورد نیاز است.

عنوان کردند که کاهش مقاومت زباله ها در محدود تغییرات آنها بوده و لزوماً مربوط به اثر تجزیه نیست.

نویسندگان همینگونه اطلاعاتی از ادمونتون گزارش کردند که شامل مقادیر زیادی ز صفحات پلاستیکی بودند.

زاویه اصطکاک داخل پائین این حقیقت وابسته بود که جهت برش به موازات جهت اصلی تنشهای تخلیه بوده و ذرات الیاف و خودشان را در این راستا قرار داده اند در هنگام برش بین ذرات پلاستیک لغزش رخ می داد.

نویسندگان همچنین پارامتر های مقاومت برشی زباله های توپ با استفاده از آزمایشات برش رینگ انجام دادند که در تطابق کامل با آزمایشات برش مستقیم بود.

Landva dark(1490) تستهای دیگری نیز با استفاده از دستگاه برش مستقیم به ابعاد بزرگی انجام دادند نتایج آنها در تصایور 6.1 و 6.2 ارائه شده است.

زاویه اصطکاک داخلی از 24 تا 41 درجه چسبندگی بین صفر و است.

آزمایشات نیز با قراردادن کیسه های پلاستیکی بصورت افقی و در امتداد و به موازات صفحه برش انجام شد زاویه اصطکاک داخلی را نتیجه داد.

نتایج ارزیابی های خود را از مندفیل OI در لوس آنجلس کالیفرنیا ارائه کردند.

نمونه های Actylic-tube به قطر و از عمق 4.6 تا 25 متد برای انجام تست برش مستقیم استفاده نشدند.

ارتفاع نمونه ها از 7.6 تا 10.2 سانتیمتر بودند.

برای تمم نمونه ها حداکثر مقاومت برشی معادل بود با جابجائی برشی بیش از 10 درصد قطر شمع و در حدود 16 تا 39 درصد تنش برشی در 10 درصد جابجایی برشی قد در برابر تنش قائم رسم شده است و تصویر 6.3 مشاهده می شود.

نمونه ها هم از لحاظ ترکیبات و هم از لحاظ رفتاری غیر مشابه بودند و تغییرات نتش برشی نسبت به تغییر مکن برشی بصورت چشمگیری متفاوت بود.

در تصویر 6.3 دو تفسیر نشان داده شده است.

در هر دوی این تفسیرها فرض بر آن بود که چسبندگی صفر باشد.

اما در تفسیر دوم تمام نمونه ها ارزیابی شده است در حالیکه در تفسیر دوم نمونه های دارای مقادیر قابل توجه آن نادیده گرفته شده اند.

همانگونه که مشاهده می گردد زاویه اصطکاک داخلی نمونه های فاقد درصد قابل توجه خاک بصورت قابل توجهی بیش از نمونه های دارای درصد چشمگیری خاک می باشند.

علاوه بر این نویسندگان به نتایج کارا Stall(197) در خصوص تست سه محوری زباله های دوساله خردشده بصورت ناهمسان تغییر یافته نیز اشاره کردند.

پارامترهای مقاومت برشی طی این بررسی ها چسبندگی صفر و زاویه اصطکاک داخل درجه بودند.

گزارشی را ارائه کردند که شامل نتایج تست های آزمایشگاهی بروی مصالح Mso و ا اغلب دارای مقیاس کوچک نمونه ها و از مراجع مختلف بودند.

برروی زباله های مندیفل در Central Main تعدادی آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس انجام داد.

ابعاد جعبه این دستگاه بود.

نتایج این بررسیها در تصویر 6.5 ارائه شده است.

نویسندگان در خصوص این مطلب که آیا این مقادیر هدف شرایط تنش برشی است یا برش تنشی بسیج شده دربرخی از مقادیر مشخص جابجائی توصیفی نداده اند.

نتایج آزمایشات آزمایشگاهی انجام برای تعیین مقاومتی زباله را ارزیابی کرد.

او عنوان کرد که به دلیل گسیخته نشدن نمونه ها، ارزیابی آزمایشگاهی مقاومت نمونه های زباله در سطوح کرنش درصد انجام داده شود علاوه براین این نویسنده به نتایج تستهای برش مستقیم انجام شده توسط Schoenberg & Fungaroli به روی مواد زائد گسیخته شده اشاره کرد که یک زاویه اصطکاک داخلی 45 درجه برای نمونه های با چگالی ارائه شد مقاومت بالای بدست آمده بدلیل تندگوشگی بالایی درست بود.

نتایج آزمایشات برش مستقیم در جا به یک مندفیل نزدیک مترو پولتین نیویورک را ارائه کرد.

ابزار برش مستقیم دارای جعبه ای مکعبی به ابعاد 1.5 متر بود این آزمایش برشی در سه تنش قائم از 0 تا طی آن روند چند مرحله ای انجام شد بوشا گسیختیگی بدست آمده یک چسبندگی روی و یک زاویه اصطکاک دادن را را نشان داد.

تعدادی تست سه محوری CU کوچک مقیاس و برش مستقیم کوچک مقیاسی برروی زباله های به عمر 15 تا 30 سال انجام دادند.

چگالی نمونه ها مورد استفاده در تست CU بین و قطر نمونه ها بودند برزگترین اندازه ذرات بودندو تمام ذرات بزرگتر از نمونه خارج شدند.

نویسندگان مشاهده کردند که چسبندگی با افزایش درصد رطوبت، از 55% تا 72% از تا کاهش یافت.

با افزایش فشار همه جانبه مؤثر نیز چسبندگی نمونه ها افزایش یافت.

این نتایج در تصویر 6.6 نشان داده شده اند.

پارامترهای برش در کرنشی محوری 20% ارائه شده اند چسبندگی بدست آمده معادل و زاویه اصطکاک داخلی نیز می باشد.

این نویسندگان هعچنین نتایج حاصل از چند آزمایش برش مستقیم انجام شده را با نتایج دیگر مقایسه کردند.

نمونه ها دارای قطر و چگالی خشک بودند.

نمونه ها در تغییر سنگهای افقی بزرگتر از 10% قطر نمونه ها افزایش مقاومت از خود نشان دادند و در هیچکدام از این تستها حداکثر مقاومت( ) مشاهده نشد.

فاکتور های مقاومت براساس نتایج بدست آمده و در دو سطح کرنش 10,5 درصد تعیین شد( تصویر 6.7 ) زاویه اصطکاک داخلی بین 39,20 و چسبندگی نیز بین 83,0 کیلوپاسکال متغیر بود.

نویسندگان عنوان کردند که با افزایش جابجایی افقی زاویه اصطکاک داخلی نیز افزایش می یابد در حالیکه چسبندگی باقی میماند.

علاوه برا آن این نویسندگان عنوان کردند که تغییرات که تغییراتی هستند که زاویه اصطکاک داخلی می تواند نتیجه انتخاب نامناسب جابجایی افقی باشد.

نتایج بررسی های این محققین نشان داد که مقادیر زاویه اصطکاک داخلی بدست آمده از آزمایشات بسیار بزرگتر و در حدود بیشتر از مقادیر بدست آمده از آنالیز برگشتی شیبهای ویران شده می باشد در حالیکه در خصوص فاکتور چسبندگی این مطلبی برعکس است.

تصویر 6-8 نتایج بدست آمده توسط را به همراه دیگر نتایج موجود در ادبیات فنی نشان می دهد.

تعدادی تست سه محوری بزرگ مقیاس برروی نمونه های زباله به قطر و در ارتفاع انجام داد.

ترکیبات نمونه ها عبارت بودند از 6% پارچه و چوب 82% کاغذ، 8% پلاستیک، 32% خرده سنگ، و 22% مصالح و موادآلی.

چگالی نمونه گزارش شده است دیاگرام تنش – کرنش در تصویر 6.9 ارائه شده است.

تمام نمودار های یک رفتار مشابه دارند یک خمش به سمت پائین که کرنشهای کوچک که توسط یک بخش مستقیم ادامه می یابد و پس از آن یک انحنا به سمت بالا.

این نویسندگان از ایده پارامترهای مقاومت برشی بسیج شده در