Wytrzymałość na ścinanie odpadów komunalnych a stateczność skarp składowisk

• Autorzy: Zydron T. , Cholewa M. , Demczuk P.

Warianty tytułu

EN

Shear strength of municipal solid wastes vs. slope stability analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pierwszej części pracy dokonano analizy literatury tematycznej dotyczącej parametrów charakteryzujących wytrzymałość na ścinanie odpadów komunalnych. Wykazała ona, że odpady komunalne charakteryzują się bardzo zróżnicowanymi wartościami kąta tarcia wewnętrznego i spójności, które zależą m.in. od ich struktury, stopnia rozkładu, metody badań, w tym zakresu odkształceń. Wpływ tych czynników na wytrzymałość na ścinanie odpadów jest często niejednoznaczny, co powoduje, że dobór parametrów wytrzymałościowych dla prognozowania stateczności składowisk jest zadaniem złożonym. W drugiej części pracy dokonano obliczeń stateczności skarpy kwatery składowiska odpadów komunalnych w Chełmku, wykorzystując wartości parametrów wytrzymałościowych przyjętych z przedmiotowej literatury. Wykazano, że tradycyjna metoda obliczeń stateczności skarpy składowiska, z zastosowaniem uśrednionych parametrów wytrzymałościowych odpadów, dała wysoką wartość współczynnika stateczności, natomiast analiza probabilistyczna wykazała, że bezpieczeństwo konstrukcji można uznać jako sytuujące się pomiędzy słabym, a przeciętnym.

EN

The review of literature related to tests of shear strength of municipal solid wastes is presented in the first part of the paper. It was revealed that MSW have very various values of angle of internal friction and cohesion, which are depended from composition of wastes, degree of biodegradation, test methods (type of tests, range of strain). It was stated, that the influence of aforementioned factors is often unclear, what causes that the choice of shear strength parameters of MSW for slope stability analysis is complicated. Slope stability analysis of examplary sanitary landfill in Chełmek is presented in the second part of paper. The shear strength parameters of wastes were taken from the first of paper. It was revealed that typical slope stability calculations gave high value of safety factor, whereas probability analysis show that expected performance level of sanitary landfill is between poor and below average.

Słowa kluczowe

PL

skladowiska odpadow; skarpy; odpady komunalne; wytrzymalosc na scinanie; statecznosc skarp; metody obliczen; analiza probabilistyczna

EN

waste landfill; slope; municipal waste; shear strength; slope stability; computation method; probabilistic analysis

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2015
• Tom: 14
• Numer: 4
• Opis fizyczny: s.141-155,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Zydron T.

• Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, al.Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

autor

Cholewa M.

• Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, al.Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

autor

Demczuk P.

• Zakład Geomorfologii, Wydział Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, al.Kraśnicka 2cd, 20-718 Lublin

Bibliografia

• Bareither, C.A., Benson, C.H., Edil, T.B. (2012). Effects of waste composition and decomposition on the shear strength of municipal solid waste. J. Geotech. Geoenviron. Engin., 138, 10, 1161–1174.
• Bingjian, Z., Zhanhong, Q., Hao, X., Chunmu, H., Helong, C. (2013). Effect of Water Content on the Shear Strength Parameters of Municipal Solid. Electr. J. Geotech. Engin., 18, 1181–1188.
• Bray, J.D., Zekkos, D., Kavazanjian, E.Jr., Athanasopoulos, G.A., Riemer, M.F. (2009). Shear Strength of Municipal Solid Waste. J. Geotech. Geoenviron. Engin., 135, 6, 709–722.
• Cała, M., Olesiak, S. (2007). Analiza stateczności zboczy drugiej kwatery Nowego składowiska odpadów komunalnych w Zakopanem. Górn. Geoinż., 31, 3, 57–69.
• Cholewa, M. (2012). Składowisko odpadów komunalnych w Chełmku – analiza stateczności skarpy przy zmiennych warunkach geotechnicznych. Infrastr. Ekol. Ter. Wiej., 2/IV, 117–127.
• Del, Greco, O., Oggeri, C. (1993). Geotechnical parameters of sanitary wastes. Proceedings Sardinia ’93. Fourth International Landfill Symposium, Cagliari, Italy, 1421–1431.
• Dixon N., Langer U., Gotteland P. (2008). Classifcation and mechanical behavior relationships for municipal solid waste: study using synthetic wastes. J. Geotech. Geoenviron. Engin., 134(1), 79–90.
• Duncan, J.M., Wright, S.G. (2005). Soil strength and slope stability. Wiley, Hoboken, New York.
• Eid, H., Stark, T.D., Evans, W.D., Sherry, P.E. (2000). Municipal solid waste slope failure. I: Waste and foundation soil properties. J. Geotech. Geoenviron. Engin., 126, 5, 397–407.
• Gabr, M.A., Valero, S.N. (1995). Geotechnical properties of municipal solid waste. Geotech. Testing J., ASTM, 18, 241–251.
• Gabr, M.A., Hossain, M.S., Barlaz, M.A. (2007). Shear strength parameters of municipal waste with leachate recirculation. J. Geotech. Geoenviron. Engin., 133, 4, 478–484.
• Garbulewski, K. (1999). Geotechnika środowiskowa. Zeszyt I. Skład i geotechniczne właściwości odpadów komunalnych. Wydawnictwo SGGW, 56.
• Hossain, S. (2002). Mechanics of compressibility and strength of solid waste in bioreactor landfills. North Carolina State University, Department of Civil Engineering, 183.
• Jessberger, H.L. (1994). Geotechnical aspects of landfill design and construction, Part 2: Materials parameters and test methods. Institution of Civil Engineers Geotech. Engin. J., 107, 105–113.
• Jessberger, H.L., Kockel, R. (1991). Mechanical properties of waste materials. Proc. of the XV Ciclo di Conferenze di Geotecnica di Torino, 1–40.
• Kavazanjian, E. Jr., Matasovic, N., Bachus, R.C. (1999). Large diameter static and cyclic laboratory testing of municipal solid waste. Proc., Sardinia ’99 7th Int. Waste Management and Landfill Symp., 3, 437–444.
• Köelsch, F. (2009). Shear strength of waste. Third International Workshop “Hydo-Physico-Mechanics of Landfills”, Braunschweig, Germay, 10–13 March, 1–10.
• Landva, A., Clark, J.I. (1986). Geotechnical testing of waste fill. Proceedings of Canadian Geotechnical Conference, Ottawa, Ontario, 371–385.
• Landva, A., Clark, J.I. (1990). Geotechnics of waste fills. Geotechnics of Waste Fills – Theory and Practice, ASTM STP 1070, 86–106.
• Manassero, M., Van Impe, W.F., Bouazza, A. (1996). Waste disposal and containment. [W:] Proceedings of the Second International Congress on Environmental Geotechnics, Osaka, Japan, 3, 1425–1474.
• McCready, A.A., Law, H.J. (2010). Solving the landfill puzzle. Proceedings of SWANA, Wastecon, 1–5
• PKN-CEN ISO/TS 17892-9: 2009. Badania geotechniczne. Badania laboratoryjne gruntów. Część 9: Badania gruntów w aparacie trójosiowego ściskania po nasyceniu wodą. PKN, Warszawa.
• PKN-CEN ISO/TS 17892-10: 2009. Badania geotechniczne. Badania laboratoryjne gruntów. Część 10: Badania w aparacie bezpośredniego ścinania. PKN, Warszawa.
• Pelkey, S.A., Valsangkar, A.J., Landva, A. (2001). Shear displacement dependent strength of municipal solid waste and its major constituents. Geotechnical Testing Journal, 24(4), 381–390.
• Reddy, K.R, Hettiarachchi, H., Gangathulasi, J., Bogner, J.E. (2009a). Geotechnical properties of fresh municipal solid waste at Orchard Hills Landfill. Waste Manag., 29, 952–959.
• Reddy, K.R., Hettiarachchi, H., Gangathulasi, J., Parakalla, N.S., Bogner, J.E., Lagier, T. (2009b). Compressibility and shear strength of municipal solid waste under short-term leachate recirculation operations. Waste Manag. Res., 27, 578–587.
• Reddy, K.R., Hettiarachchi, H., Gangathulasi, J., Bogner, J.E. (2011). Geotechnical properties of municipal solid waste at different phases of biodegradation. Waste Manag., 31, 2275–2286.
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 marca 2003 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących lokalizacji, budowy, eksploatacji i zamknięcia, jakim powinny odpowiadać poszczególne typy składowisk odpadów Dz.U. z 2003 r. Nr 61, poz. 549 ze zm.
• Sieja, L. (2006). Charakterystyka odpadów komunalnych na podstawie badań w wybranych miastach Polski. Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów, 1, 28(1).
• Singh, S. (2013). A new approach for characterizing shear strength of municipal solid waste for land fill design. Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris, 3072–3075.
• Singh, S., Murphy, B.J. (1990). Evaluation of the stability of sanitary landfills. Geotechnics of waste fills: Theory and Practice, ASTM STP 1070 1070, Landva A and Knowles G.D. (Eds.) Philadelphia: ASTM, 240–258.
• Singh, M.K., Sharma, J.S., Fleming, I.R. (2009). Shear strength testing of intact and recompacted samples of municipal solid waste. Canad. Geotech. J., 46, 1133–1145.
• Singh, M.K., Fleming, I.R. (2011). Application of a hyperbolic model to municipal solid waste. Geotechnique, 61, 7, 533–554.
• U.S. Army Corps of Engineers (1999). Risk-based analysis in geotechnical engineering for support of planning studies, engineering and design, Rep. No. 20314-1000, Dep. of Army, Washington, D.C.
• Vilar, O.M., Carvalho, M.F. (2005). Shear strength and consolidation properties of municipal solid waste. International Workshop ”Hydro-Physico-Mechanics of Landfills”, Grenoble, France, 21–22 March 2005, 1–4.
• Wysokiński, L. (2009). Zasady budowy składowisk odpadów. ITB, Warszawa, 376.
• Zhao, Y. (2012). Shear strength and creep settlement properties of municipal solid waste at the Chong Qing Landfill, China. Environmental Science and Techology, http:/www.paper.edu.cn, 1–19.
• Z.W.O.Ś. „WASTE” (2003). Projekt techniczny rekultywacji składowiska odpadów komunalnych w miejscowości Chełmek, ms, 14.

Identyfikatory

DOI

10.15576/ASP.FC/2015.14.4.141