Characterization of hydraulic and mechanical behavior of Geosynthetic Clay Liners and other geosynthetic systems that compose sanitary landfill covers
Caractérisation du comportement hydraulique et mécanique des géocomposites bentonitiques et d'autres systèmes géosynthétiques utilisés en couverture de centres de stockage de déchets
Résumé
This Thesis deals with the gas permeability and interface shear strength of Geosynthetic Clay Liners (GCLs) and other geosynthetic systems that compose the cover of sanitary landfills. Regarding the gaseous flow, the research shows the development and testing of a new equipment and methodology developed to measure the gas permeability of GCLs under transient flow. The new methodology when compared with the conventional methodology of measuring gas permeability uses simpler equipment that yielded similar results in a quick and faster way. Shear strength interface was measured using the inclined plane apparatus with the specimens under low confining stresses. The investigation showed that geosynthetics are sensible to accumulated deformation on their face what can increase or reduce the shear strength interface. The test results also allowed determining the resistant behavior of compacted soil-geosynthetic interface. The supposition that the soil interfaces are critical in cover systems and that they need a reinforcement geosynthetic is questioned based on test results. The inclined plane apparatus was also used to measure the GCL-geosynthetic shear strength interfaces especially considering the influence of bentonite hydration, drying-wetting cycles, the flow of water on the interface and the types of materials in contact.
Ce mémoire présente une étude de la perméabilité aux gaz et du frottement d'interface des géocomposites bentonitiques (GCBs) et d'autres systèmes géosynthétiques utilisés en couverture des centres de stockage des déchets. La perméabilité aux gaz a pu être étudiée grâce à la conception d'un équipement et d'une nouvelle méthodologie d'essai permettant la mesure de la perméabilité aux gaz en régime transitoire des géocomposites bentonitiques partiellement hydratés. Comparée à la méthode conventionnelle de détermination de ce paramètre en régime stationnaire, la méthode proposée a donné des résultats similaires, mais plus rapidement et avec un appareillage plus simple.
La caractérisation du frottement d'interface de géosynthétiques a été réalisée à travers l'emploi de l'équipement « plan incliné », adapté aux faibles contraintes de confinement. Cette étude a montré que les géosynthétiques sont sensibles à la déformation cumulée sur leurs surfaces, ce qui joue sur leurs propriétés de résistance au cisaillement d'interface. Les constats experimentaux conduisent à une discussion sur l'usage des géosynthétiques de renforcement du sol de couverture selon la méthodologie constructive traditionnelle qui utilise ces géosynthétiques pour renforcer l'interface sol-géotextile supposée critique. De plus, des interfaces géosynthétiques avec géocomposites bentonitiques ont été étudiées pour évaluer leur comportement résistant en fonction du degré d'hydratation de la composante bentonite, de l'incidence des cycles de sèchage-humidification, du ruissellement d'eau au niveau de l'interface, de l'humidification de l'interface et du type de géotextile de contact.
La caractérisation du frottement d'interface de géosynthétiques a été réalisée à travers l'emploi de l'équipement « plan incliné », adapté aux faibles contraintes de confinement. Cette étude a montré que les géosynthétiques sont sensibles à la déformation cumulée sur leurs surfaces, ce qui joue sur leurs propriétés de résistance au cisaillement d'interface. Les constats experimentaux conduisent à une discussion sur l'usage des géosynthétiques de renforcement du sol de couverture selon la méthodologie constructive traditionnelle qui utilise ces géosynthétiques pour renforcer l'interface sol-géotextile supposée critique. De plus, des interfaces géosynthétiques avec géocomposites bentonitiques ont été étudiées pour évaluer leur comportement résistant en fonction du degré d'hydratation de la composante bentonite, de l'incidence des cycles de sèchage-humidification, du ruissellement d'eau au niveau de l'interface, de l'humidification de l'interface et du type de géotextile de contact.