تاثیر حرارت و خصوصیات آب حفره ای بر رفتار ژئوتکنیکی و ژئوتکنیک زیست محیطی مصالح بافر اسمکتیت در مراکز دفن زباله های سطح بالا

بر اساس تجارب بین المللی، بهترین روش برای کنترل زباله های سطح بالا دفن عمیق زباله ها در محیط هایی با مشخصات خاص ژئوتکنیکی است. به طوری که برای اطمینان از عملکرد مناسب طرح، اطراف مرکز دفن زباله اتمی با استفاده از سیستم لایه محافظ مهندسی (ebs) مسدود می شود. سیستم لایه محافظ مهندسی از دو بخش اصلی شامل ظروف فلزی نگهدارنده زباله و خاک رسی از جنس اسمکتیت تشکیل شده است. مصالح بافر اسمکتیت به دلیل قابلیت زیاد نگهداشت آب، تورم زیاد، نفوذپذیری کم و شکل پذیری مناسب، مانع از آسیب دیدن ظروف نگهدارنده زباله می شود. بر اساس توضیحات فوق و اهمیت نقش اسمکتیت در حفظ عملکرد مناسب ebs، ثابت ماندن خصوصیات مهندسی اسمکتیت در مقابل تغییرات محیطی حاکم بر مرکز دفن زباله (ازجمله گرما و همچنین تغییر مشخصات مایع منفذی مجاور خاک بر اثر تماس مستمر با آب های زیرزمینی)، بسیار مهم است. بر این اساس در تحقیق حاضر تاثیر تغییر مشخصات محیطی اطراف خاک بر رفتار ژئوتکنیکی و ژئوتکنیک زیست محیطی اسمکتیت مورد مطالعه قرار گرفت.با توجه به اهداف پژوهش حاضر، انجام آزمایش ها در دو بخش مجزا شامل آزمایش های بزرگ ساختاری و آزمایش های ریزساختاری، برنامه ریزی شده اند. بدین منظور ابتدا نمونه های اسمکتیت طبیعی و اسمکتیت های هموژن شده در آزمایشگاه شامل سدیم- اسمکتیت، پتاسیم- اسمکتیت و کلسیم- اسمکتیت، در 5 شرایط مختلف دمایی (°c25، °c50، °c100، °c150 و °c200) حداکثر به مدت 7200 ساعت برحسب شرایط آزمایش نگهداری و سپس مورد آزمایش قرار گرفته اند. برای تغییر مایع منفذی اطراف خاک، چندین سری نمونه مخلوط خاک- الکترولیت با استفاده از الکترولیت-های حاوی سولفات سدیم، سولفات کلسیم، نیترات مس و کلرید آهن در محدوده غلظت صفر تا یک مولار تهیه و پس از شرایط تعادل، با انجام آزمایش های مختلف، تغییر رفتار خاک و علل آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. پس از تجزیه و تحلیل نتایج آزمایش های متنوع انجام شده و ارتباط نتایج با یکدیگر، مشخص شد با اعمال گرما به نمونه های اسمکتیت در شرایط مورد نظر پژوهش حاضر، مینرالوژی خاک تغییر نمی-کند. درحالی که بر اثر مجاورت خاک با گرما، به دلیل تغییر فرآیندهای اندرکنش خاک- الکترولیت، مورفولوژی اسمکتیت تغییر می کند. نتایج آزمایشگا هی اخذ شده در این مطالعه نشان می دهند علی رغم حفظ خصوصیات مناسب سدیم- اسمکتیت در شرایط اعمال گرما، بر اثر اندرکنش خاک با الکترولیت های مختلف، خصوصیات مهندسی آن دچار تغییرات اساسی می شود. روند این تغییرات بسیار قابل توجه بوده و برحسب خصوصیات الکترولیت، در برخی موارد نتایج نشان دهنده کاهش 75 درصدی قابلیت نگهداشت آب توسط اسمکتیت است.