Pantel Gheorghe - Rezumat

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCȚII BUCUREŞTI

Facultatea de Hidrotehnică

Titularul prezentei teze de doctorat a beneficiat pe întreaga perioadă a studiilor

universitare de doctorat de bursă atribuită prin proiectul strategic „Burse oferite

doctoranzilor în Ingineria Mediului Construit”, beneficiar UTCB, cod

POSDRU/107/1.5/S/76896, proiect derulat în cadrul Programului Operațional Sectorial

Dezvoltarea Resurselor Umane, finanțat din Fondurile Structurale Europene, din Bugetul

Național şi cofinanțat de către Universitatea Tehnică de Construcții București.

TEZĂ DE DOCTORAT

Rezumat

Cercetări privind unele aspecte de

comportare a materialelor geosintetice

utilizate la depozitele de deșeuri

Doctorand

Ing. Gheorghe Şt. PANTEL

Conducător științific

Prof. univ. dr. ing. Loretta BATALI

BUCUREŞTI

2013

2

Ing. Gheorghe PANTEL

Cercetări privind unele aspecte de comportare a materialelor geosintetice utilizate la depozitele de deşeuri

Vă înaintăm alăturat, un exemplar din rezumatul tezei de doctorat, rugându-vă să îl analizați și

să îmtocmiți un referat, îm două exemplare, care să contină aprecieri generale analitice precum si

concluzii temeinc motivate asupra valorii și admisibilității susținerii tezei.

Referatul va fi depus la secretariatul Școlii Doctorale cel târziu până la data de 12.09.2013, pe

adresa secretariatului Școlii Doctorale a U.T.C.B., din Bdul. Lacul Tei nr. 122 – 124, sector 2, București

Vă invităm cu acest prilej să participați la susținerea publică a tezei de doctorat.

3



CUPRINS

I. Introducere ...................................................................................................................................... 4

Partea A: Studiul stabilității pantelor la depozitele de deşeuri ............................................................... 4

II. Stabilitatea pantelor ......................................................................................................................... 4

II.1. Moduri de cedare a depozitelor de deșeuri ....................................................................................... 4 II.2 Metode de analiză a stabilității pantelor ........................................................................................... 4

III. Determinarea caracteristicilor materialelor geosintetice ......................................................................... 4

III.1 Determinarea experimentală a parametrilor de frecare dintre pământ şi geosintetic .............................. 4 III.2 Determinarea experimentală a rezistenței interne a materialelor geocompozite .................................... 5

IV. Studiu de caz. Probleme puse de stabilitatea sistemelor multistrat pe pante ............................................. 5

IV.1 Prezentarea studiului de caz .......................................................................................................... 5 IV.2 Materialele utilizate în cadrul studiului de caz ................................................................................... 5 IV.3 Încercări de forfecare directă ......................................................................................................... 5 IV.4 Încercări de forfecare pe plan înclinat ............................................................................................. 6 IV.5 Determinarea rezistenței interne a geocompozitului de drenaj ............................................................ 7 IV.6 Analiza stabilității sistemului de închidere ........................................................................................ 7 IV.7 Analiza stabilității materialului din corpul iazului ............................................................................... 7 IV.8 Concluziile studiului de caz ............................................................................................................ 8

V. Concluzii partea A ............................................................................................................................. 8

Partea B. Studiul eficientei sistemelor de etanșare şi drenare ale depozitelor de deşeuri ...................... 8

VI. Introducere .................................................................................................................................... 8

VII. Compoziția şi estimarea volumului de levigat ...................................................................................... 9

VIII. Infiltrații prin defectele geomembranelor ........................................................................................... 9

VIII.1 Studiu bibliografic asupra defectelor din geomembrană ................................................................... 9 VIII.2 Determinarea debitului infiltrat prin defectele unei geomembrane ..................................................... 9 VIII.3 Studiu parametric asupra influenței defectelor şi calității contactului ................................................. 9

IX. Studiu experimental asupra infiltrațiilor prin defectele geomembranei ...................................................... 9

IX.1 Geomembrană + material cu permeabilitate ridicată ......................................................................... 9 IX.2 Geomembrană + material cu permeabilitate scăzută ....................................................................... 10 X. Modelarea numerică a infiltrațiilor prin geomembranele defectuoase .................................................... 10 X.1 Prezentarea programului de calcul ................................................................................................. 10 X.2 Validarea programului de modelare numerică .................................................................................. 10

XI. Modelarea numerică a rezultatelor experimentale proprii ..................................................................... 10

XII. Studiu de caz. Studiu experimental asupra permeabilității geocompozitelor de drenaj ............................. 11

XII.1 Prezentarea studiului de caz ....................................................................................................... 11 XII.3 Posibilitatea de colmatare a geocompozitului de drenaj .................................................................. 12 XII.4 Aparatură de laborator utilizată .................................................................................................. 12 XII.5 Procedură de încercare şi prelucrare a rezultatelor pentru determinarea capacității de curgere în

plan ............................................................................................................................................... 12 XII.7 Concluziile studiului de caz ......................................................................................................... 13

XIII. Concluzii partea B ....................................................................................................................... 13

XIV. Concluzii şi contribuții personale ..................................................................................................... 13

XIV.1 Concluzii generale .................................................................................................................... 13 XIV.2 Contribuții personale ................................................................................................................ 15 XIV.3 Direcții viitoare de cercetare ...................................................................................................... 15

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ ................................................................................................................... 15

Cuvinte cheie: depozit de deșeuri, sisteme de etanșare, stabilitate, parametri de frecare, infiltrații

geomembrane.

4



I. Introducere

Problematica depozitelor de deșeuri este una foarte actuală pentru țara noastră, dată fiind

creșterea constantă a cantității de deșeuri produse, menajere sau industriale, necesitatea de a construi

noi depozite în condiții de protecție a mediului (așa-numitele depozite ecologice) şi de a le închide pe cele existente, care nu respectă aceste condiții.

Dintre aspectele legate de proiectarea depozitelor de deşeuri, două sunt de mare interes la această oră, care au fost tratate în lucrarea de doctorat.

Un prim aspect este legat de stabilitatea sistemelor de etanșare ale depozitelor de deșeuri amplasate pe pantă. Multe dintre accidentele petrecute în lume în ultimii ani au fost legate de

insuficienta atenție acordată acestor fenomene.

Un al doilea aspect este acela al eficienței sistemului de etanșare de bază. Acesta condiționează

în mod hotărâtor impactul pe care depozitul de deșeuri îl are asupra mediului.

Partea A: Studiul stabilității pantelor la depozitele de deşeuri

II. Stabilitatea pantelor

Pierderea stabilității unui depozit de deșeuri reprezintă o problemă gravă, inclusiv din punct de

vedere al protecției mediului, deoarece ruperea/deteriorarea sistemului de etanșare – drenaj face ca levigatul să se poată infiltra în terenul de fundare. Față de pantele obișnuite, cele ale depozitelor de

deşeuri prezintă dificultăți legate de diversitatea materialelor implicate (argilă, pietriş, deşeuri, geosintetice). Acest lucru implică o adaptare a metodelor de analiză, dar, în special, necesită

determinarea corectă a caracteristicilor de frecare/forfecare a materialelor implicate.

II.1. Moduri de cedare a depozitelor de deșeuri

În conformitate cu legislația română şi europeană, sistemele de etanșare-drenare ale

depozitelor de deșeuri sunt multistrat, adică sunt alcătuite din mai multe straturi de materiale pământoase şi materiale geosintetice, pe principiul multi-barierelor. De aceea, unul dintre factorii

importanți în determinarea cedărilor potențiale este conlucrarea dintre aceste materiale. În plus, pot

apărea şi cedări de tip geotehnic, clasice, prin materialele naturale sau cele depozitate, în funcție de caracteristicile amplasamentului şi de natura şi așezarea deșeurilor. În teză este prezentată o sinteză

bibliografică detaliată asupra principalelor mecanisme de cedare specifice depozitelor de deşeuri.

II.2 Metode de analiză a stabilității pantelor

În acest capitol sunt prezentate principalele metode de analiză a stabilității pantelor depozitelor de deşeuri, adaptate situațiilor ce pot fi întâlnite în acest caz. Sunt detaliate metode de echilibru limită

clasice, în diferite situații posibile, precum şi analiza cu metoda elementului finit.

III. Determinarea caracteristicilor materialelor geosintetice

Pentru a putea realiza o analiză de stabilitate corectă, atunci când suprafețele de cedare implică

materiale geosintetice este important să se determine caracteristicile de frecare şi de forfecare (în unele cazuri) ale acestora. În fişele tehnice ale produselor aceste valori sunt determinate prin încercări

de caracterizare, în condiții standard, utile pentru a putea realiza comparații, nu prin încercări de performanță, în condițiile reale ale amplasamentului.

III.1 Determinarea experimentală a parametrilor de frecare dintre pământ şi

geosintetic

În ceea ce privește frecarea dintre geosintetice sau geosintetice şi pământ, determinarea parametrilor de frecare se realizează în conformitate cu două standarde: SR EN ISO 12957-1

„Determinarea caracteristicilor de frecare, Partea 1: Încercarea la forfecare directă”[1] şi SR EN ISO 12957-2 „Determinarea caracteristicilor de frecare, Partea 2: Încercarea pe plan înclinat”[2].

Încercarea de forfecare directă se realizează, de regulă, în aparate cu caseta mare de forfecare adaptate pentru prinderea materialelor geosintetice, cum este cel existent în Laboratorul de Geotehnică

şi Fundații al UTCB. Încercarea cu plan înclinat se pretează mai bine pentru situațiile în care există valori mici ale eforturilor verticale, precum sistemele de acoperire ale depozitelor de deşeuri. Ambele

5



metode sunt detaliate în lucrarea de doctorat.

III.2 Determinarea experimentală a rezistenței interne a materialelor

geocompozite

Atunci când în sistemul multistrat instalat pe pantă intervine şi un geocompozit, cum ar fi geocompozitele bentonitice sau geocompozitele de drenaj, planul de cedare poate trece chiar prin

interiorul geocompozitului, de aceea în aceste cazuri este necesară determinarea rezistenței interne

prin forfecare sau exfoliere.

IV. Studiu de caz. Probleme puse de stabilitatea sistemelor multistrat pe pante

IV.1 Prezentarea studiului de caz

Prin următorul studiu de caz se doreşte evidențierea necesității efectuării unei analize de stabilitate pentru sistemele de etanșare multistrat instalate pe pantă, care să ia în considerare

specificul amplasamentului, respectiv studierea în laborator a fiecărei interfețe ce intră în alcătuirea sistemului de etanșare.

Studiul de caz prezintă închiderea unei halde de deşeuri solide inerte. Panta proiectată a taluzului era de 1:3, cu o lungime maximă de 120 m, fără berme. Sistemul de închidere proiectat şi

executat era alcătuit dintr-o geomembrană din HDPE cu rugozitate doar pe o față, amplasată peste

materialul din corpul iazului. Peste geomembrană era instalat un geocompozit de drenaj alcătuit din geotextil + georețea drenantă + geotextil, iar peste acesta era așternut un strat de ecologizare de

0.35m grosime alcătuit din steril minier. Deoarece în faza de proiectare nu s-a realizat o analiză de stabilitate, iar proiectarea a fost defectuoasă, a rezultat alunecarea geocompozitului de drenare pe

geomembrană şi ruperea lui (figura IV-1). Pentru a stabili cauzele acestui fenomen, ca şi pentru a remedia situația s-au realizat încercări de laborator de forfecare directă pe diferitele interfețe implicate.

IV.2 Materialele utilizate în cadrul studiului de caz

Probele de pământ recoltate din amplasament şi analizate au fost în număr de două, prima

(P1), un nisip prăfos, fiind în contact cu geomembrana, iar cea de-a doua (P2), un nisip argilos cu pietriș, fiind în contact cu geocompozitul de drenaj. Materialele geosintetice instalate şi analizate au

fost o geomembrană (GM1) cu rugozitate doar pe o parte şi neuniformă (realizată prin pulverizare) şi un geocompozit de drenaj (GC1). Geocompozitul de drenaj prezintă două geotextile nețesute subțiri,

consolidate termic, între care există o georețea din HDPE. Cele trei elemente ale ansamblului sunt solidarizate prin puncte de lipire izolate, părți din ruloul pus la dispoziție pentru testare fiind deja

dezlipite. Pentru înlocuirea acestor materiale inițiale s-a propus geomembrana GM2 cu rugozitate pe ambele parți si un nou geocompozit de drenaj (GC2).

Încercările experimentale au fost realizate atât pe materialele geosintetice inițiale cât şi pe

materialele propuse a le înlocui pe primele.

Programul experimental desfăşurat a cuprins încercări de forfecare directă, cu plan înclinat şi

încercări de exfoliere.

IV.3 Încercări de forfecare directă

În cadrul acestei etape a programului experimental au fost realizate încercări de laborator de

forfecare directă pentru determinarea caracteristicilor de frecare pe interfețele implicate în sistemul de

închidere, atât pentru materialele inițiale, cât şi pentru cele propuse pentru înlocuirea celor

Figura IV-1: Cedarea sistemului de etanșare.

6



defectuoase. Aceste încercări de forfecare directă au fost realizate cu ajutorul unui aparat de forfecare

directă ce are o casetă superioară de 30x30cm şi este prevăzut cu cleme de prindere ce permit încercări pe materiale geosintetice (din dotarea laboratorului de Geotehnică şi Fundații). În tabelul IV-1

sunt prezentate toate rezultatele obținute în urma încercărilor de forfecare directă (rezultatele detaliate sunt prezentate în teză). S-a observat că rugozitatea geomembranelor determină variabilități ale

parametrilor de frecare, lucru deosebit de evident pentru GM1 cu rugozitatea neuniformă, dar şi pentru interfața geomembrană – geotextil, lucru confirmat şi de alte cercetări (Dellinger et al (2013)). De

asemenea, este clar faptul că materialele propuse asigură parametri de frecare superiori.

Tabelul IV-1: Rezultatele încercărilor de forfecare directă pe interfețele studiate.

Interfață

Materiale

Unghi de frecare la interfață (º)

Materiale utilizate 32.83 33.56 18.21

Materiale propuse 35.75 36.68 34.34

IV.4 Încercări de forfecare pe plan înclinat

Deoarece în cadrul Departamentului de Geotehnică şi Fundații (ca de altfel nicăieri în România) nu există un aparat pentru încercarea pe plan înclinat, în cadrul tezei de doctorat am conceput un

astfel de aparat prezentat în figura IV-2. Acest aparat este realizat în conformitate cu schemele din SR EN ISO 12957-2, dar nu respectă în totalitate dimensiunile minime cerute de standard. Acest lucru nu

a putut fi realizat, deoarece pentru a atinge efortul normal de 5kPa, era nevoie de o greutate de peste

45kg. De aceea s-a optat pentru o dimensiune a casetei superioare de 150x130mm pentru care este necesară o greutate de 10kg pentru a aplica efortul normal impus de standard.

Aparatul este prevăzut cu un sistem ce permite înclinarea bazei cu viteză constantă, cu un sistem pentru măsurarea unghiului de înclinare a bazei şi cu un sistem automat pentru oprirea înclinării

bazei atunci când cutia superioară a avut o deplasare de 5cm.

Înainte de realizarea oricărui test cu acest aparatul am realizate două etape de calibrare. Prima

etapă a fost verificarea vitezei de înclinare iar cea de-a doua a constat în verificarea sistemului de măsurare a înclinării bazei rigide. În urma acestor teste au rezultat abateri sub limita maximă impusă

de standard, ceea ce arată că acesta este fiabil.

Programul experimental realizat pentru studiul de caz considerat a vizat determinarea parametrilor de frecare pentru aceleaşi interfețe analizate prin forfecare directă.

Pentru aparatul dezvoltat şi calibrat anterior a fost elaborată o procedură de încercare care este descrisă în cele ce urmează:

se prinde materialul geosintetic de baza rigidă cu ajutorul clemei de prindere;

se amplasează cutia superioară împreună cu distanțierele necesare pentru a realiza între

materialul geosintetic şi baza cutiei superioare o distanță cuprinsă între 0.5 şi 1.5mm;

se umple cutia superioară cu pământ;

peste pământ se amplasează o placă de distribuție a efortului, peste care a fost pusă

greutatea de 10kg;

se scot distanțierele dintre materialul geosintetic şi cutia superioară;

se pornește sistemul de înclinare a bazei rigide;

după ce cutia superioară a avut o deplasare de 5cm se citește unghiul afișat de sistemul

de măsurare a înclinării bazei rigide.

Pentru fiecare din cele patru materiale geosintetice au fost realizate câte cinci determinări.

Din încercările realizate pe interfețele testate şi în aparatul de forfecare directă au rezultat valorile pentru unghiurile de frecare la interfață prezentate în tabelul IV-2.

S-a concluzionat că, deşi rezultatele obținute în urma încercărilor efectuate cu ajutorul

aparatului cu plan înclinat nu sunt la fel de exacte în comparație cu cele obținute cu ajutorul aparatului de forfecare directă, ele sunt destul de apropiate de acestea. Diferența între forfecarea directă şi planul

înclinat a fost de 1.5% în cazul interfeței GM1/P1, de 5.7% în cazul interfeței GM2/P1, de 1.7% în cazul interfeței GC1/P2 şi de 5.3% în cazul interfeței GC2/P2.

Un alt avantaj al folosirii aparatului cu plan înclinat pentru determinarea unghiului de frecare la interfața între materialele geosintetice şi pământuri este rapiditatea acestor încercări, o încercare cu

acest aparat durând în medie 30 de minute.

7



Tabelul IV-2: Valori ale unghiului de frecare la interfață determinate cu planul înclinat.

Test Material

I II III IV V Medie

GM1/P1 33.50 34.00 33.00 33.20 33.00 33.340

GM2/P1 34.00 33.20 34.00 33.20 34.00 33.680

GC1/P2 33.60 34.40 34.00 34.60 34.20 34.160

GC2/P2 35.20 34.40 34.60 34.80 34.60 34.720

IV.5 Determinarea rezistenței interne a geocompozitului de drenaj

Din observațiile realizate pe amplasament a rezultat că geocompozitul de drenaj nu a avut rezistența necesară pentru preluarea forțelor mari de tracțiune rezultate din panta foarte lungă. De

aceea cele două geocompozite de drenaj au fost testate prin încercarea de exfoliere, conform SR EN ISO 13426-2[11]. În prealabil s-a testat şi posibilitatea determinării în aparatul de forfecare

directă, rezultând că acesta nu este adecvat deoarece geotextilul superior s-a alungit iar desprinderea de pe georețea nu s-a realizat în totalitate.

Din analiza valorilor obținute în urma programului experimental, se poate concluziona că

geocompozitul GC1 are o variație a amplitudinii relative foarte mare (86.02), în timp ce geocompozitul GC2 are o amplitudine relativă mult mai mică (25.64), grație unei structuri mai omogene. De

asemenea, geocompozitul GC2 are o forță de exfoliere medie de 741N/m, aproape 4 ori mai mare decât forță de exfoliere medie a geocompozitului GC1 (186N/m).

Rezultă astfel că geocompozitul de drenaj GC2 este mai potrivit a fi utilizat în sistemul dat.

IV.6 Analiza stabilității sistemului de închidere

În acest capitol am realizat o analiză de stabilitate a sistemului de închidere amplasat pe pantă. Pornind de la rezultatele obținute în urma programului experimental prezentat în paragraful IV.3 şi

utilizând metodologia pentru analiza stabilității pe pantă a materialelor geosintetice impusă de GP 107 04 „Ghid privind proiectarea depozitelor de deşeuri cu materiale geosintetice”[12] am realizat o

analiză a sistemului de închidere utilizând atât materialele utilizate inițial, cât şi pe cele propuse a le

înlocui.

Într-o primă etapă am analizat sistemul propus inițial. A rezultat că geocompozitul ar trebui să

preia o forță de tracțiune de peste 280kN, iar în general un astfel de geocompozit are o rezistență la tracțiune între 10 și 30kN. În cea de-a doua etapă am făcut o analiză folosind materialele propuse tot

cu lungimea inițială a pantei, de aici am obținut o forță în geocompozit de peste 48kN, rezistența la tracțiune a acestuia fiind de 15kN. A fost necesară reducerea lungimii pantei și in urma calculelor am

ajuns la o lungime lungimea maximă a pantei de 30m, caz în care forța de tracțiune din geocompozit a rezultat de 12kN, sub valoarea maximă ce poate fi preluată de acesta.

IV.7 Analiza stabilității materialului din corpul iazului

Pentru realizarea analizei de stabilitate a materialului din corpul iazului s-a folosit un program

de calcul ce folosește ca metodă de analiză a stabilității metoda Bishop simplificată. În urma acestei

analize a rezultat un factor de siguranță la alunecare de 2.85. Se poate observa că şi în condițiile

Figura IV-2: Aparat de forfecare pe plan înclinat[10].

8



inițiale ale amplasamentului, o pantă a taluzului de 1:3 şi o lungime a pantei de 120m, factorul de

stabilitate al acestui taluz este suficient de mare încât acesta să fie considerat stabil.

IV.8 Concluziile studiului de caz

Acest studiu de caz a pus în evidență necesitatea studierii atente a problemelor de stabilitate şi determinarea în condițiile reale ale amplasamentului ale caracteristicilor de frecare la interfață. Am

determinat cauzele incidentului și am propus soluții de remediere (reducerea lungimii pantei,

introducerea de berme și schimbarea materialelor). Cu această ocazie a fost pus la punct un aparat cu plan înclinat şi a fost testat pentru determinarea caracteristicilor de frecare pentru diferite interfețe

pământ – geosintetic.

V. Concluzii partea A

Utilizarea materialelor geosintetice la depozitele de deșeuri a permis reducerea semnificativă a

impactului asupra mediului, precum şi mărirea volumului de deșeuri depozitate. Introducerea lor în legislație şi normative tehnice a reprezentat un pas important, dar condiția este ca ele să fie proiectate

şi utilizate corect.

În privința asigurării stabilității depozitelor de deşeuri, ar trebui realizate analize de stabilitate

ale acestora în diferite etape precum excavația, construcția, operarea şi închiderea depozitului.

Prima parte a tezei de doctorat abordează aceste aspecte din punct de vedere teoretic, fiind

prezentată o sinteză bibliografică actuală asupra metodelor de determinare a parametrilor implicați şi a

metodelor de analiză.

Încercarea de forfecare directă este cea mai utilizată pentru determinarea rezistenței interne la

forfecare a unor materiale pământoase sau similare. De asemenea, atunci când se utilizează casete de dimensiuni mari se poate folosi şi la determinarea caracteristicilor de frecare pe suprafața de contact

dintre diverse materiale geosintetice sau materiale geosintetice şi pământuri. Acest aparat nu poate fi însă utilizat pentru determinarea rezistenței interne a materialelor geosintetice, dar aceasta se poate

determina cu ajutorul încercării de exfoliere.

Încercarea pe plan înclinat se pretează mai bine pentru materiale cu deplasări tangențiale

relative variabile sub eforturi verticale mici, așa cum este cazul precum sistemelor de acoperire ale

depozitelor de deșeuri sau cele pentru control erozional al pantelor. Avantajele majore ale acestui tip de încercare sunt acelea că necesită o valoare mult mai mică a efortului normal ce trebuie aplicat

probei şi necesită o durată de timp mult mai redusă față de încercările pe aparate de forfecare directă.

În cadrul tezei de doctorat a fost pus la punct un nou aparat cu plan înclinat, care nu era

disponibil în nici un laborator din România. Au fost realizate calibrări ale acestuia şi s-au efectuat încercări comparative cu încercări (mai cunoscute) de forfecare directă cu casetă mare, rezultând

validitatea acestuia.

Studiul de caz prezentat a subliniat încă o dată importanța unei proiectări corecte a închiderilor

depozitelor de deșeuri (şi în general a sistemelor instalate pe pante), care trebuie să se realiza pe baza

unor valori corecte ale frecării la interfața dintre diferitele materiale implicate, eventual determinate experimental, dar şi a rezistenței interne a materialelor geocompozite.

În cadrul studiului de caz au fost realizate încercări experimentale de forfecare directă, pe plan înclinat şi de exfoliere pe materialele geosintetice implicate, analizându-se cauzele pierderii de

stabilitate înregistrate şi propunându-se soluții de remediere.

Partea B. Studiul eficientei sistemelor de etanșare şi drenare ale depozitelor de

deşeuri

VI. Introducere

În această parte a tezei de doctorat este abordată problematica eficienței sistemelor de etanşare de bază ale depozitelor de deşeuri. Aceasta condiționează în mod hotărâtor impactul pe care

depozitul de deșeuri îl are asupra mediului. De mulți ani deja, pentru realizarea sistemului de etanșare – drenaj de bază se aplică principiul multi-barierelor, acesta fiind inclus şi în legislația română (HG

349/2005). Conform acestui principiu, sistemul trebuie să fie alcătuit dintr-o barieră activă, care intră prima în contact cu levigatul şi o barieră pasivă care acționează atunci când cea activă a fost

traversată. Bariera activă este asigurată de o geomembrană, de obicei din polietilenă de înaltă

densitate (HDPE), care este sensibilă la poansonări accidentale, astfel că, în ciuda permeabilității extrem de reduse şi a rezistenței bune la atacuri chimice a geomembranelor din HDPE care sunt

9



utilizate la baza depozitelor de deșeuri, există infiltrații de levigat prin defecte, care ajung ulterior în

terenul de fundare şi în apa subterană.

VII. Compoziția şi estimarea volumului de levigat

Levigatul este lichidul ce este produs în interiorul masei de deșeuri. El conține numeroase substanțe dizolvate sau în suspensie. Levigatul se formează în depozitele de deșeuri ca rezultat al

activităților biologice şi a infiltrării apei prin deșeurile depozitului. În acest capitol sunt prezentate caracteristicile chimice ale levigatului, factorii ce influențează cantitatea de levigat produsă și metode

pentru estimarea volumului de levigat produs de un depozit de deşeuri.

VIII. Infiltrații prin defectele geomembranelor

VIII.1 Studiu bibliografic asupra defectelor din geomembrană

Deși geomembranele sunt practic impermeabile, în urma instalării şi în decursul vieții unui

sistem de etanșare pot apărea deteriorări ale acestora. Chiar dacă se implementează un control al calității, atât la fabricație, cât şi la instalare, tot nu se vor putea elimina toate defectele. În lucrare se

prezintă rezultatele studiilor statistice realizate de diferiți autori[13],[14], din care rezultă că în proiectare ar trebui considerat 1 defect la fiecare 800 – 4000 m2. Numărul de defecte depinde foarte

mult de cât de bun a fost controlul calității, în special în ceea ce priveşte sudurile. Fiecare defect are o zonă de influență, respectiv o suprafață pe care levigatul se va extinde. Unul din factorii cei mai

importanți ce influențează extinderea ariei de influență a unui defect al unei geomembrane este calitatea contactului dintre geomembrană şi stratul de dedesubt. Aceasta poate fi mult îmbunătățită

prin utilizarea unui geocompozit bentonitic.

VIII.2 Determinarea debitului infiltrat prin defectele unei geomembrane

Determinarea debitului de lichid infiltrat prin defectele unei geomembrane este foarte important

deoarece, în funcție de natura şi compoziția lichidului, acesta poate avea un impact negativ foarte mare asupra mediului înconjurător. La ora actuală, principalele metode de determinare a volumului de

levigat infiltrat prin defectele geomembranelor sunt cele empirice, experimentale și numerice. În teză sunt prezentate formulele lui Giroud[15] şi cele modificate ale lui Touze-Foltz et al.[16] pentru diferite

calități ale contactului dintre geomembrană şi materialul de dedesubt şi pentru diferite tipuri de pământuri. De asemenea, sunt prezentate experimentele realizate de diferiți autori şi metodele de

modelare numerică adaptate acestei situații.

VIII.3 Studiu parametric asupra influenței defectelor şi calității contactului

Studiul parametric a avut ca obiectiv analizarea influenței numărului de defecte din geomembrană şi a condițiilor de contact dintre geomembrană şi bariera minerală asupra volumului de

lichid ce percolează prin bariera minerală. El a fost realizat cu ajutorul programului Visual HELP. În

urma acestui studiu a rezultat că atunci când condițiile de contact sunt slabe, volumul de lichid ce percolează bariera minerală este mai mare decât în comparație cu situația în care condițiile de contact

sunt mai bune. Rezultă și din acest studiu parametric că o execuție corectă în ceea ce priveşte calitatea suprafeței pe care se instalează geomembrana (de obicei fază determinantă), modul de întindere a

geomembranei (nu trebuie să aibă cute, dar nici să fie tensionată), instalarea stratului de protecție și a materialului granular este definitorie pentru asigurarea eficienței sistemului de etanșare proiectat.

IX. Studiu experimental asupra infiltrațiilor prin defectele geomembranei

Studiul a fost realizat pe două tipuri de pământuri, unul cu permeabilitate ridicată (un nisip) si

unul cu permeabilitate scăzută (o argilă), ambele în contact cu o geomembrană de 1 mm grosime,

prezentând un defect de 3 - 5 mm diametru.

IX.1 Geomembrană + material cu permeabilitate ridicată

Aceste determinări au fost realizate cu ajutorul aparaturii dezvoltate în cadrul tezei de doctorat și prezentate în figura IX-1, respectiv un permeametru cu nivel constant adaptat pentru introducerea

geomembranei. În urma acestor încercări a rezultat o permeabilitate a nisipului de 1.85 x 10-3 m/s și un debit infiltrat prin defectul de 5mm al geomembranei de 2.9 x 10-6 m3/s.

10



IX.2 Geomembrană + material cu permeabilitate scăzută

Pentru argilă s-a determinat atât permeabilitatea, cât și debitul infiltrat prin defectul de 3mm al

unei geomembrane cu ajutorul unui aparat de compresiune triaxială. În urma acestor încercări a rezultat o permeabilitate a argilei de 1 x 10-11 m/s și un debit infiltrat prin defect de 1.38 x 10-10 m3/s.

Aceste valori sunt comparate cu cele numerice şi empirice în paragrafele următoare.

X. Modelarea numerică a infiltrațiilor prin geomembranele defectuoase

X.1 Prezentarea programului de calcul

Pentru realizarea modelării numerice a infiltrației prin geomembranele cu defecte s-a utilizat

modulul „SEEP2D” al programului GMS (Groundwater Modeling System) dezvoltat de Aquaveo. El utilizează metoda elementului finit pentru a rezolva probleme plane 2D.

X.2 Validarea programului de modelare numerică

Validarea programului de modelare numerică pentru situația analizată, respectiv curgerea prin

sisteme de etanşare conținând geomembrane cu defecte, s-a realizat pe baza a două studii experimentale din literatură. În tabelul X-1 sunt prezentate rezultatele obținute în urma modelarilor și,

de asemenea, rezultatele obținute cu ajutorul ecuațiilor empirice.

Tabelul X-1: Comparație între valorile debitului infiltrat obținut prin diverse metode pentru cele 2 studii de caz din literatură.

Metoda

Experiment Barroso et al

(2006)

Experiment Chai et al

(2005)

Valori ale debitului

inf i l trat (m3/s)

Raport

Valori ale debitului inf i l trat

(m3/s)

Raport

Experimental 10 - 11 - 6x10 - 8 -

Numeric 1.78x10 -12 5,6˄ 2.31x10 -8 0,4˅

Empiric E: 5.26x10 - 12 B: 1.15x10 - 9

S: 6.3x10 -9

1,9˄ 115˅

630˅

E: 1.71x10 - 6 B: 3.74x10 - 6

S: 2.05x10 - 5

29˅ 62˅

342˅

unde: E – condiții excelente, B – condiții bune, S – condiții slabe; “˅” – raport între num (emp) /

exp, “˄” – raport între exp / num (emp).

XI. Modelarea numerică a rezultatelor experimentale proprii

O noua etapă de validare a modelului numeric a constat în modelarea numerică a experimentelor proprii (figura XI-1) . Rezultatele obținute în urma modelarilor, precum şi cele obținute

(a) (b) (c)

Figura IX-1: (a) Părțile componente ale permeametrului folosit pentru determinarea debitului prin defectele

geomembranei: partea superioară; cilindru; partea inferioară.

Sistemul pentru determinarea debitului scurs prin defectul unei geomembrane: (b) Vedere de ansamblu; (c) schema

aparatului (1 – vas cu nivel constant, 2 – tuburi piezometrice, 3 – permeametrul, 4 - sistemul de colectare al efluentului).

11



cu ajutorul ecuațiilor empirice sunt prezentate în tabelul XI-1.

Tabelul XI-1: Comparație între valorile debitului infiltrat obținut prin diverse metode pentru cele 2 experimente proprii.

Metoda

Material cu

permeabilitate ridicată

Materialul cu

permeabilitate scăzută

Valori ale

debitului infiltrat (m3/s)

Raport

Valori ale

debitului infiltrat (m3/s)

Raport

Experimental 2.90x10-6 - 1.38x10-10 -

Numeric 1.09x10-6 0.38˅ 3.92x10-10 0.35˄

Empiric O: 2.56x10-5 8.8˅ E: 1.55x10-9 B: 3.17x10-7 S: 1.74x10-6

11˅

2297˅ 12608˅

unde: O – materiale cu permeabilitate ridicată, E – condiții excelente, B – condiții bune, S – condiții slabe; “˅” – raport între num (emp) / exp, “˄” – raport între exp / num (emp).

Se observă că în ambele cazuri, atât în cazul materialului cu permeabilitate ridicată, cât şi în

cazul materialului cu permeabilitate scăzută, valorile obținute în urma modelarilor numerice sunt foarte apropiate de cele obținute în urma încercărilor de laborator. În cazul ecuațiilor empirice, rezultatele

obținute nu sunt acoperitoare în raport cu valorile obținute în urma încercărilor de laborator.

XII. Studiu de caz. Studiu experimental asupra permeabilității geocompozitelor de

drenaj

XII.1 Prezentarea studiului de caz

Acest program experimental a avut ca scop determinarea capacității de curgere în plan a geocompozitului de drenaj în condiții de aplicare a unei încărcări normale pe planul său, având în

vedere că eficiența sistemelor de etanşare depinde de modul de funcționare a sistemului de drenaj. Geocompozitul face parte dintr-un sistem de închidere a unui iaz pentru stocarea sterilului minier care

are următoarea alcătuire (de jos în sus): material corp iaz; geotextil de separație; geocompozit

bentonitic; geocompozit de drenaj; 0.30m strat de acoperire din pământ. Geocompozitul are rolul de a drena apele de precipitații infiltrate. S-a urmărit realizarea unor încercări de performanță care să

permită evaluarea posibilităților de colmatare şi a capacității de curgere sub sarcină normală. Geocompozitul de drenaj este alcătuit din două geotextile nețesute şi un miez drenant.

XII.2 Modelarea infiltrațiilor prin sistemul de închidere al iazului

Am realizat încercări de performanță în condițiile din amplasament. În acest scop am realizat o analiză în HELP din care a rezultat că trebuie drenată o cantitate maximă de levigat 0.3m/an și un

gradient hidraulic maxim posibil de 1.

(a) (b) (c)

Figura XI-1: Modelul numeric al experimentului geomembrană defectuoasă + pământ cu permeabilitate ridicată.

(a) Rețeaua de discretizare; (b) Liniile de curgere; (c) Cote piezometrice.

12



XII.3 Posibilitatea de colmatare a geocompozitului de drenaj

Pentru verificarea criteriilor de filtrare ale geotextilului geocompozitului de drenaj s-a utilizat ca material de referință ghidul [17]. În urma acestei analize a rezultat că geotextilele geocompozitului de

drenaj îndeplinesc toate condițiile pentru a asigura funcția de filtrare în condițiile existente pe amplasament.

XII.4 Aparatură de laborator utilizată

Pentru încercarea de determinare a capacității de curgere în plan a geocompozitului de drenaj s-a realizat un aparat în conformitate cu standardul „SR EN ISO 12958:2010 – Geotextile şi produse

înrudite. Determinarea capacității de curgere a apei în planul lor”[18] (vezi figura XII-1).

XII.5 Procedură de încercare şi prelucrare a rezultatelor pentru determinarea

capacității de curgere în plan

Pentru aparatul dezvoltat în cadrul tezei de doctorat pentru studiul capacității de curgere în plan a geocompozitelor de drenaj s-a elaborat următoarea procedură de încercare. Pregătirea probei a

constat în etanşarea cu silicon a două laturi ale geocompozitului, astfel încât să existe o singură direcție de curgere a apei prin acesta. Încercarea a presupus următoarele etape: așezarea probei în

aparat și aplicarea efortului normal, saturarea probei și apoi măsurarea volumului de apă ce trece prin geocompozit sub un anumit gradient hidraulic. S-au aplicat gradienți hidraulici de 0.20, 0.48 și 0.60.

XII.6 Rezultate obținute

În urma încercărilor a rezultat graficul din figura XII-2. Se observă că variația este liniară, conform legii lui Darcy şi valorile obținute se pot extrapola pentru a determina debitele pentru gradienți

Figura XII-2: Interpretarea grafică a rezultatelor încercării de determinare a capacităţii de curgere în plan a geocompozitului

de drenaj.

Figura XII-1: Schema aparatului dezvoltat la UTCB utilizat pentru determinarea capacităţii de curgere în plan a

geocompozitelor de drenaj[19].

Legendă:

1 – compartimentul pentru

colectarea efluentului;

2 – compartimentul pentru

amplasarea geocompozitului

de drenaj

3 – rezervor de alimentare.

13



hidraulici superiori (i = 1). În urma calculului numărului Reynolds a rezultat că pentru un gradient

hidraulic mai mare de aproximativ 1.2 curgerea devine turbulentă. Deci extrapolarea pentru i = 1 este posibilă.

XII.7 Concluziile studiului de caz

Pe baza rezultatelor obținute s-a concluzionat că geocompozitul de drenaj utilizat asigură o

capacitate de curgere egală cu 9.2x10-4 m3/m.s, de 40 de ori mai mare decât cea necesară și că

asigură funcția de filtrare pentru materialul pământos cu care este proiectat a fi în contact (material de acoperire), împiedicând în mod eficient colmatarea miezului drenant.

XIII. Concluzii partea B

Etanșarea depozitelor de deșeuri este realizată pe principiul multi-barierelor și al sinergiei dintre diferitele materiale utilizate, obiectivul fiind maximizarea protecției și minimizarea impactului asupra

mediului. Partea a doua a tezei de doctorat abordează această problematică a studiului eficienței sistemelor de etanșare - drenaj. A fost realizată o sinteză bibliografică asupra principalelor aspecte

vizate: evaluarea cantității de levigat, calitatea levigatului, modelarea numerică a infiltrațiilor printr-un depozit de deșeuri, defectele geomembranelor și metode de determinare a debitului infiltrat prin

acestea.

În cadrul acestei părți a tezei de doctorat s-a realizat un program experimental de laborator

pentru studiul infiltrațiilor prin geomembranele defectuoase în contact cu materiale permeabile sau

puțin permeabile. În acest scop au fost dezvoltate sau adaptate aparate de laborator existente în cadrul Laboratorului de Geotehnică al UTCB, care să permită introducerea unei geomembrane

defectuoase. Rezultatele experimentale au servit ulterior la validarea modelelor numerice elaborate în cadrul tezei.

Modelarea numerică în element finit a fost realizată cu ajutorul programului GMS. Modelul a fost întâi validat pe baza rezultatelor experimentale din literatură, apoi s-au modelat și experimentele

proprii. Rezultatele obținute au fost comparate cu cele experimentale și cu valorile rezultate din aplicarea corelațiilor empirice.

Metodele experimentale necesită mult timp şi un echipament special pentru realizarea acestor

încercări, ceea ce nu este la îndemâna tuturor proiectanților. O modelare numerică are avantajul că nu durează foarte mult timp și se pot simula numeroase situații şi configurații. Se pot varia principalii

parametri în funcție de fiecare amplasament sau de stadiul de execuție.

În urma modelarilor numerice efectuate s-a observat o bună corelație între rezultatele

experimentale și cele numerice, ceea ce validează modelul numeric dezvoltat. Un rezultat foarte bun s-a obținut în cazul materialului cu permeabilitate ridicată, spre deosebire de cel cu permeabilitate

redusă. O posibilă explicație ar putea fi găsită în modul în care încercările au fost realizate, respectiv faptul că nisipul folosit la cele două experimente a fost același, în timp ce probele de argilă nu au putut

fi reutilizate și au fost utilizate 2 probe diferite. Există posibilitatea unei neomogenități locale în acest

caz, chiar dacă cele două probe au fost prelevate din același monolit. De asemenea, e posibil ca gradul de saturare al celor două probe să nu fi fost identic.

Eficiența sistemelor de etanșare depinde și de performanțele sistemului de drenaj. În ultimii ani, pentru sistemele de drenaj instalate pe pante, în special mai abrupte sau pentru sistemele de

închidere, materialele granulare clasice au fost înlocuite de geocompozite de drenaj. Acestea permit instalarea pe pante mai abrupte, pe care materialul granular și-ar fi pierdut stabilitatea, ocupă mai

puțin loc și sunt disponibile pe orice amplasament. Alegerea unui astfel de produs se face în principal pe baza capacitații de curgere în plan. Acest parametru este furnizat de fișele tehnice de produs pentru

condiții standard de determinare, dar condițiile specifice din amplasament (efort normal aplicat, sarcina hidraulică, tipul de materiale cu care vine în contact) îl pot modifica. În finalul celei de-a doua părți a

tezei de doctorat se prezintă un studiu de caz care a presupus determinarea capacității de curgere în

plan a unui geocompozit de drenaj și analiza condițiilor de colmatare.

XIV. Concluzii şi contribuții personale

XIV.1 Concluzii generale

Prima parte a tezei tratează aspecte legate de stabilitatea sistemelor de etanșare ale depozitelor de deșeuri amplasate pe pante. Este prezentată în capitolul II o sinteză bibliografică ce a trecut în revistă modurile de cedare ale depozitelor de deșeuri și metodele de analiză a stabilității pantelor. Principalul aspect ce este de obicei trecut cu vederea în această privință este cel al caracteristicilor de

14



frecare la interfața geosintetic - alte materiale. Pentru acest aspect am prezentat o serie de metode experimentale pentru determinarea caracteristicilor de frecare materialelor geosintetice. Încercarea de forfecare directă este cea mai utilizată pentru determinarea rezistenței la frecare pe interfața dintre materiale geosintetice și/sau materiale pământoase. Încercarea pe plan înclinat se pretează mai bine pentru materiale cu deplasări tangențiale relative variabile sub eforturi verticale mici, așa cum este cazul sistemelor de acoperire ale depozitelor de deșeuri sau cele pentru control erozional al pantelor. Avantajele majore ale acestui tip de încercare sunt acelea că necesită o valoare mult mai mică a efortului normal ce trebuie aplicat probei şi necesită o durată de timp mult mai redusă față de încercările pe aparate de forfecare directă, timpul efectiv de testare redus. În cadrul tezei de doctorat am dezvoltat un nou aparat, cu plan înclinat, care nu era disponibil în nici un laborator din România. Au fost realizate calibrări ale acestuia şi s-au efectuat încercări comparative cu încercări (mai cunoscute) de forfecare directă cu casetă mare, rezultând validitatea acestuia.

Teza de doctorat continuă cu un studiu de caz ce şi-a propus să scoată în evidență necesitatea efectuării unei analize de stabilitate pentru sistemele de etanșare multistrat instalate pe pantă și etapele care trebuie parcurse în acest scop. Acest studiu de caz a plecat de la cazul real de pierdere a stabilității unui sistem de închidere al unei halde de steril minier. Pierderea de stabilitate a determinat ruperea materialelor geosintetice instalate pe pantă. Panta proiectată, pe care au fost instalate materialele geosintetice a fost prea lungă și nu prevedea berme, iar materialele utilizate s-au dovedit a nu fi fost alese în concordanță cu specificul amplasamentului. În consecință s-au propus materiale geosintetice mai adecvate acestei utilizări. În cadrul acestui studiu de caz am realizat o serie de încercări de forfecare directă în aparatul cu caseta mare (30x30 cm) atât pe materialele inițial puse în operă, cât şi pe materialelor ce au fost propuse pentru a le înlocui pe primele. Am realizat încercări pe toate interfețele implicate, între probe de pământ şi materiale geosintetice şi între materiale geosintetice. Au fost realizate și încercări cu noul aparat cu plan înclinat dezvoltat în cadrul tezei. Încercările realizate cu ajutorul acestui dispozitiv au fost comparate cu cele obținute în urma forfecarilor directe şi am ajuns la concluzia că, deși nu sunt la fel de precise, ele sunt suficient de exacte pentru a putea fi luate în considerare, aparatul dezvoltat dovedindu-și astfel utilitatea în practică. Un ultim set de încercări a constat în realizarea unor încercări de exfoliere asupra celor două geocompozite de drenaj analizate. Ca urmare a rezultatelor obținute din încercările de laborator am putut realiza o analiză a sistemului de închidere pentru a scoate în evidență motivul pierderii de stabilitate. Apoi am realizat o nouă analiză ce recomandă o geometrie îmbunătățită a pantei, cu lungimi mai reduse și berme pe care sunt amplasate tranșei de ancorare, pentru a îmbunătăți stabilitatea materialelor utilizate pe pantă. Acest studiu de caz se încheie cu o analiză de stabilitate a materialului haldei de steril, fiind astfel parcurse toate etapele necesare unei analize complete din acest punct de vedere. Studiul de caz prezentat a subliniat încă o dată importanța unei proiectări corecte a închiderilor depozitelor de deșeuri (şi în general a sistemelor instalate pe pante), care trebuie să se realizeze pe baza unor valori corecte ale frecării la interfața dintre diferitele materiale implicate, eventual determinate experimental, dar şi a rezistenței interne a materialelor geocompozite.

Cea de-a doua parte a tezei de doctorat tratează aspecte legate de studiul eficienței sistemelor de etanșare - drenaj. Această parte începe cu o sinteză bibliografică asupra compoziției levigatului şi

metodele de estimare a volumului de levigat produs de un depozit de deșeuri. Apoi se continuă cu o

prezentare a ecuațiilor empirice dezvoltate de diferiți autori pentru determinarea volumului de levigat infiltrat prin defectele geomembranelor ce intră în alcătuirea sistemelor de etanșare ale depozitelor de

deșeuri. De asemenea, sunt prezentate şi experimente de laborator şi modelări numerice recente ale unor autori străini, care arată că acest aspect este încă actual și nu a fost elucidat pe deplin.

În cadrul acestei părți a tezei de doctorat am analizat influența prezenței defectelor în geomembrană asupra eficienței sistemului de etanșare cu ajutorul unui studiu parametric realizat cu

ajutorul programului Visual HELP. Studiul a avut ca obiectiv analizarea influenței numărului de defecte din geomembrană şi a condițiilor de contact dintre geomembrană şi bariera minerală asupra volumului

de lichid ce percolează prin bariera minerală. Din acest studiu a rezultat că influența calității contactului

dintre geomembrană și materialul de dedesubt este foarte mare, ceea ce duce la necesitatea realizării unui control de calitate foarte atent pentru suprafața pe care va fi instalată geomembrana și pentru

modul de instalare a acesteia.

În continuare am realizat un program experimental de laborator ce a constat în determinarea

debitului infiltrat prin defectele unei geomembrane amplasate peste două tipuri de pământuri, unul cu permeabilitate ridicată şi unul cu permeabilitate scăzută, cazuri care modelează principalele situații

întâlnite în realitate. Pentru materialul cu permeabilitate scăzută aceste încercări le-am realizat într-un aparat de compresiune triaxială, iar pentru realizarea încercărilor pe pământul cu permeabilitate

ridicată am pus la punct un permeametru care să permită introducerea unei geomembrane.

Deoarece scopul principal al acestei părți a tezei a fost acela de a realiza o modelare numerică a fenomenului de infiltrație prin defectele unei geomembrane, mai întâi am realizat cu ajutorul modulul

15



„SEEP2D” al programului GMS (Groundwater Modeling System) modelarea a două experimente din

literatura de specialitate, pentru a valida modelul numeric. După modelarea acestor experimente am trecut la modelarea propriilor experimente realizate anterior. În urma acestor modelări am obținut

rezultate foarte apropiate de cele obținute în urma programelor experimentale, ceea ce a validat modelul numeric dezvoltat. Un astfel de model numeric poate fi utilizat pentru studierea influenței

diferiților parametri asupra eficienței unui sistem de etanșare - drenaj, în scopul de a alege configurația optimă.

Această parte se încheie cu un studiu de caz în care am analizat capacitatea de curgere în plan a unui geocompozit de drenaj înglobat în sistemul de etanșare – drenare al unui depozit de deșeuri.

Acesta trebuie ales pe baza capacității de curgere pe care acesta o are în planul său, în condițiile

specifice ale amplasamentului din punct de vedere al sarcinii aplicate, al gradientului hidraulic și al posibilităților de colmatare. În cadrul acestui studiu de caz am realizat un aparat ce permite

determinarea capacității de curgere în plan a geocompozitelor de drenaj în condițiile reale ale amplasamentului (încercări de performanță). Concluzia acestui studiu de caz a fost că geocompozitul

de drenaj testat asigură o capacitate de curgere în plan de 40 ori mai mare decât este necesară pentru respectivul amplasament, iar contactul cu materialele din amplasament nu duce la colmatarea

acestuia.

XIV.2 Contribuții personale

Principalele contribuții personale ce au fost prezentate şi în cadrul prezentei tezei de doctorat sunt următoarele:

1. Realizarea unor sinteze bibliografice extinse și actuale asupra subiectelor abordate în cadrul tezei, respectiv stabilitatea sistemelor de etanșare multistrat pe pante și studiul eficienței

sistemelor de etanșare cu geomembrane;

2. Realizarea unui aparat de forfecare cu plan înclinat pentru determinarea unghiului de frecare la

interfața între pământuri şi geosintetice, precum și elaborarea unei metodologii de încercare și calibrarea sa;

3. Realizarea încărcărilor de forfecare directă și cu plan înclinat pentru determinarea unghiului de

frecare la interfață între pământuri - geosintetice şi între geosintetice – geosintetice;

4. Realizarea încercărilor de exfoliere pentru determinarea rezistenței interne a geocompozitelor de

drenaj;

5. Analiza stabilității în diferite ipoteze a sistemului de închidere a unui iaz de steril minier, analiza

cauzelor accidentului produs și propunerea de soluții de remediere;

6. Analiza eficienței sistemelor de etanșare conținând geomembrane defectuoase cu ajutorul

programului Visual HELP și a unui studiu parametric, pentru evidențierea influenței numărului de defecte și al condițiilor de contact;

7. Realizarea unui permeametru care să permită introducerea unei geomembrane defectuoase

pentru studiul debitului infiltrat prin defecte și prin stratul de dedesubt;

8. Realizarea de încercări pentru determinarea debitului scurs prin defectele unei geomembrane

amplasate peste doua tipuri de pământuri: cu permeabilitate ridicată, respectiv cu permeabilitate scăzută;

9. Modelarea numerică a infiltrațiilor prin defectele unei geomembrane, validarea modelului pe baza încercărilor experimentale proprii și a celor din literatură;

10. Realizarea unui aparat ce permite determinarea capacitații de curgere în plan a geocompozitelor de drenaj în condițiile specifice ale amplasamentelor (încercări de performanță);

11. Analiza eficienței geocompozitului de drenaj utilizat la închiderea unui iaz de steril în cadrul unui

studiu de caz.

XIV.3 Direcții viitoare de cercetare

Cercetările în acest domeniu pot fi continuate prin dezvoltarea în continuare a aparatelor puse la punct în cadrul tezei și elaborarea de modele numerice mai avansate.

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

[1] SR EN ISO 12957-1 „Determinarea caracteristicilor de frecare Partea 1: Încercarea la forfecare directă”

[2] SR EN ISO 12957-2 „Determinarea caracteristicilor de frecare Partea 2: Încercarea pe plan

16



înclinat”

[3] [Amaya, P., Queen, B., Stark, T.D., Choi, H. (2006) - "Case history of liner veneer instability" Geosynthetics International, Volume 13, Issue 1, p. 36 – 46

[4] Stark, T.D., Newman, E.J. (2010) – „Design of a landfill final cover system” Geosynthetics International, Volume 17, Issue 3, p. 124 – 131

[5] Brideau, M.A., Sturzenegger, M., Stead, D., Jaboyedoff, M., Lawrence, M., Roberts, N.J., Ward, B.C., Millard, T.H., Clague, J.J. (2012) – „Stability analysis of the 2007 Chehalis lake landslide

based on long-range terrestrial photogrammetry and airborne LiDAR data” Landslides, Volume 9, Issue 1, p. 75 – 91

[6] Vithana, S.B., Nakamura, S., Gibo, S., Yoshinaga, A., Kimura, S. (2012) – „Correlation of large

displacement drained shear strength of landslide soils measured by direct shear and ring shear devices” Landslides, Volume 9, Issue 3, p. 305 – 314

[7] Benson, C., Edil, T., Wang, X. (2012) – „Evaluation of a final cover slide at a landfill with recirculating leachate” Geotextiles and Geomembranes 35, p. 100 – 106

[8] Dellinger, G., Lacey, R., Allen, J., Gilbert, R. (2013) – „Importance of Variability in the Interface Shear Strength between Textured Geomembrane and Geocomposite Drainage Layer in Landfill

Covers” Geosynthetics 2013, April 1-4, Long Beach, California.

[9] Lew, M., Ponnaboyina, H., Davis, C.A., Perez, A. (2013) – „Interface Friction Testing Between

Soil and a Bituminous Geomembrane” Geosynthetics 2013, April 1-4, Long Beach, California.

[10] Pantel, Gh. (2012) – „Determining The Geosynthetic Friction Angle With An Inclined Plane Device”, Mathematical Modelling in Civil Engineering, Vol. 8, No. 4, p 188

[11] SR EN ISO 13426-2 „Geotextile şi produse înrudite – Rezistența îmbinărilor structurale interne. Partea 2: Geocompozite”

[12] GP 107-04 – „Ghid privind proiectarea depozitelor de deşeuri cu materiale geosintetice”

[13] Giroud, J.P., Bonaparte, R. (1989) – „Leakage through liners constructed with omembranes –

Parts I and II” Geotextiles and Geomembranes, 8(1) and 8(2), p. 27 - 67 and 71 – 111

[14] Nosko, V., Touze-Foltz, N. (2000) – „Geomembrane liner failure: Modeling of its influence on

contaminant transfer” Proc. 2nd European Conf. on Geosynthetics, Bologna, Italy, Vol 2, p.

557 - 560

[15] Giroud, J.P., Khatami, A., Badu-Tweneboah, K. (1989) – „Evaluation of the Rate of Leakage

through Composite Liners”, Geotextiles and Geomembranes, Vol. 8, No. 4, 1989, p. 337 – 340

[16] [51] Touze-Foltz, N., Giroud, J.P. (2003) – „Empirical equations for calculating the rate of

liquid flow through composite liner due to geomembrane defects” Geosynthetics International, 10(6), p. 215 – 233

[17] UTCB(2012) – „Raport de încercare privind caracteristicile hidraulice ale geocompozitului de drenaj SECUDRAIN 131C WD 401 131 în vederea utilizării la sistemul de închidere al iazului

Plopis – Rachitele, mina Cavnic, județul Maramureș”

[18] Chai, J.C., Miura, N., Hayashi, S. (2005) – „Large-scale tests for leachate flow through composite liner due to geomembrane defects” Geosynthetics International 12, No. 3,p. 134 –

[19] SR EN ISO 12958:2010 „Geotextile şi produse înrudite. Determinarea capacității de curgere a apei în planul lor”

[20] Qian, X., Koerner, R., Gray, D. (2002) – „Geotechnical aspects of landfill design and construction” Prentice-Hall, ISBN 0 13 012506-7

[21] Sharma, H.D., Lewis, S.P. (1994) – „Waste Containment Systems, Waste Stabilization, and Landfills-Design and Evaluation”, John Wiley and Sons, Inc., New York, ISBN 0 471-57536-4

[22] Pantel, Gh. (2011) – „Actual Issues On Geosynthetic Materials Used In Landfills. Case Studies”,

Mathematical Modelling in Civil Engineering, Vol. 7, No. 4, p.207

[23] Batali, L., Pantel, Gh. (2012) – „Stabilitatea pe pante a sistemelor de etanșare – drenaj de

suprafață la depozitele de deșeuri. Studiu de caz” Lucrările celei de-a XII-a ediție a Conferinței Naționale de Geotehnică şi Fundații, Iași, 20-22 septembrie 2012, vol. 2, p. 829 – 836

[24] Batali, L., Pantel, Gh. (2013) – „Interaction Of A Filtration Geotextile And The Cover Soil In Case Of A Fly Ash Storage Site” Proceedings of the 11th Slovak Geotechnical Conference,

Bratislava, 3-4 iunie 2013, 69 – 78

[25] Pantel, Gh. (2013) – „2D Numerical Modeling Of Flow Through Geomembrane Defects In A

Landfill Lining System”, The 4th Conference of the Young Researchers from TUCEB, 21-22

Noiembrie, Bucuresti

Pantel Gheorghe - Rezumat

Documents

Transcript of Pantel Gheorghe - Rezumat