LABORATORIO DE GEOTECNIA

Evaluación de la resistencia al corte en residuos sólidos municipales del relleno sanitario de K’Jara

K’Jara a traves de estimaciones y mediciones realizadas en un modelo físico

por: Patricia Verónica Borja Aricoma

Introducción.-

Relleno Sanitario es el método más utilizado para disposición final de los Residuos Sólidos Municipales.

El relleno sanitario debe ser visto como una estructura de ingeniería.

Objetivos.-- Objetivo general

Evaluar de la resistencia a corte en residuos sólidos municipales de cinco años de edad del relleno sanitario de K’jara K’jara a través de estimaciones y mediciones realizadas en un modelo físico para un 5%, 10%, 15%, 20% de deformación

Objetivos.-- Objetivos específicos

Determinar la SWRC para el RSM “restituido” mediante el método de papel filtro.

Determinar los parámetros de resistencia al corte tanto saturados y no-saturados del RSM “restituido”.

Predecir de la resistencia al corte en base a la SWRC.

RSM como un suelo no-saturado.-

Suelo no-saturado Residuo Sólido Municipal

(Delage y Lefebvre, 1984) (McDougall et al., 2003 )

Estructura de micro y macroporosMICROPOROS

MACROPOROS

MICROPOROS

MACROPOROS

MICROPOROSMateria orgánica

RSM como un suelo no-saturado.-

Perfil del relleno: no-saturado.

RSM como un suelo no-saturado.-

0.1 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 Succión matriz (Kpa)

100

80

60

40

20

0

Suelo Limoso Suelo Arcilloso

Suelo Arenoso

RSM

* Contenido de humedad volumétrico = volumen de agua/ volumen total

Succión SWRC de distintos tipos de suelo (Fredlund et al., 1996) junto a la

de un RSM de California, EE.UU. (Benson & Wang ,1998)

RSM como un suelo no-saturado.-

El contenido de agua se debe a la materia orgánica presente, específicamente la celulosa. La celulosa, contiene un sistema de vasos capilares grandes. Lumen, tiene dimensiones típicas de aproximadamente 0.5 mm, y un sistema de vasos capilares más pequeños cuya dimensión típica es aproximadamente 0.02mm.

Las dimensiones físicas del sistema de poros de la celulosa son similares al de un suelo fino,

(McDougall et.al., 2003).

Composición Física de RSM de distintos países.

Componente

 

Estados Unidos A Portugal B Australia C Bolivia D

Tambor 1 Tambor 2 Tambor 1 Tambor 1 Tambor 1 Tambor 2

Plástico 21.9 6.5 37.4 9.0 8.6 6.2

Papel 9.6 10.8 0.9 12 11.0 5.0

Madera 1.0 3.5 2.8 *a 1.5 0.8

Metales 0.0 1.5 10.2 3.0 1.6 2.9

Suelo 67.5 68.0 11.2 47.0 7.2 15.2

Textiles 0.0 9.7 33.3 5.0 2.7 3.3

Vidrio 0.0 0.0 2.8 1.0 1.3 0.1

Cauchos /cueros * * 1.3 * 2.1 0.8

Otros orgánicos * * 0.1 23 64 65.7

Total 100.0 100.0 100 100 100 100.0

A(Benson y Craig, 1998), B(Gomes et al,2005), C(Yuen, 1999), D ( Barrientos, 2002)

* Dato no disponible.          

*a No se considero a la madera de forma separada, sino se la incluyo en Otros orgánicos

Composición del RSM

Matriz Fibrosa

Matriz Básica

MatrizCompuesta

Matriz básica: materia orgánica degradada, suelo y partículas finas.

Matriz fibrosa : plásticos, papeles, cartón, textiles y maderas.

Modelo esquemático (Kockel & Jessberger,1995)

Resistencia a corte.- Métodos de determinación de los parámetros

de resistencia a corte en los RSM son: -Triaxiales de gran escala

-ensayos de campo

-cálculos a posteriori de fallas de campo

-registros permanentes del comportamiento.

Resistencia a corte.- Los RSM no presentan falla evidente. por esto,

la resistencia a corte debe ser definida en función de una deformación máxima permisible y no por el criterio de rotura. Entonces el criterio de falla de Morh-Coulomb es valido, cuando los parámetros de resistencia a corte son evaluados en función a la deformación (Mitchel et. al.1995 y Vilar & Carvalho 2002)

Relación esfuerzo-deformación de RSM

Compresión Triaxial, Vilar & Carvalho(2002)

0 10 20 30 40

200

400

600

800

1000

1200

1400

Deformación Axial [%]

Esfu

erz

o D

esvia

do

r [k

Pa

]

100 [kPa]

200 [kPa]

400 [kPa]

Relación esfuerzo-deformación de RSM Compresión Triaxial, König & Jessberger

(1997)

0 10 20 30 40 50

500

1000

1500

2000

Deformación Axial [%]

Esfu

erz

o D

esvia

do

r [k

Pa

] Jessberger & Kockel (1993)

Grisolia et al. (1991)

=50 [kPa]3

=100 [kPa]3

=150 [kPa]3

=400 [kPa]3

=300 [kPa]3

=200 [kPa]3

=100 [kPa]3

Parámetros de Resistencia a corte.-

Envolvente de falla RSM

020

4060

80100

0 50 100

Esfuerzo normal KPa

Es

fue

rzo

de

co

rte

KP

a

Van Impe

Kavajanjian et al.,1995

Jessberger yKockel,1991

Envolvente de falla curvilínea sugerida por

Manassero et al. (1996).

0

50

100

150

200

250

0 50 100 150 200 250 300 350

Esfuerzo Normal [kPa]

Es

fue

rzo

de

Co

rte

[k

Pa

]

E nvolvente de Fal la (Manasser o et al ., 1996)

Lopez Canyon

Oper ating Industr ies (OII)

P r ivate Faci l i ty in Ohio

T own of Babylon

P agotto & Rimoldi (1987)

Landva & Clar k (1990)

Richar dson & Reynolds (1991)

van Impe (1993)

Del Gr eco & Ogger i (1994)

Gabr & Valer o (1995)

Withiam et al . (1995)

SWRC para RSM “restituido” mediante el método de papel filtro. Se realizara la determinación de la SWRC mediante el

método del papel filtro. La succión osmótica representa del 25 a 60 % de la

succión total (Sivakumar et al.,2005) y se verificará si tal variación se reproduce en el RSM.

Debido a la materia orgánica dentro de RSM, se lo puede comparar con un suelo orgánico, es por esta razón que se determinará el contenido de humedad modificando la temperatura de secado, a causa de la oxidación y pérdida de materia orgánica, propuesto por O’Kelly (2005).

Parámetros de resistencia al corte del RSM : saturados y no-saturados

Saturados: ensayo de corte directo.

No-saturados: mediante el equipo de corte directo convencional.

Parámetros de resistencia al corte del RSM no-saturados

Predicción de la resistencia al corte en base a la SWRC Determinar los parámetros de ajuste de la SWRC

de acuerdo al modelo seleccionado. El estado residual del suelo (i.e., Sr y r) es

estimado de la SWRC. Los parámetros de entrada requeridos para

obtener la función de resistencia al corte son los parámetros de resistencia a corte saturados (i.e., c' y ') y la SWCC.

La predicción de la resistencia a corte puede ser realizada con las ecuaciones de Vanapalli et al.(1996) o Fredlund & Xing (1994).

Modelo físico

GRACIAS