مخزن سپتیک ساخته شده از جنس پلی اتیلن با قطر داخلی 2.5 و طول 6 متر با روش اسپیرال کاروگیت با استفاده از مواد پلی اتیلن چگالی بالا تولید می شود.
در مطالعه ای که انجام شده است، مخزن با ظرفیت 30 مترمکعب بصورت نمونه مورد نظر با در نظر گرفتن ابعاد قالب و پروفیل مورد نظر و با فرض پر بودن مخزن نیروی هیدرواستاتیک روی جداره داخلی مخزن اعمال شده است و در نرم افزار آباکوس مورد تحلیل قرار گرفته است.
بستر از نوع خاک در اطراف مخزن مدلسازی شده و در عمق یک متری زمین در نظر گرفته شده است. همچنین بتن با ضخامت 30 سانتیمتر در سطح زمین در نظر گرفته شده و خاک موجود در اطراف دستگاه از نوع خاک ماسه ای با تراکم 80% ماسه اعمال شده است. بار ترافیکی بر اساس استاندارد طراحی مخازن دفنی در شبیه سازی اعمال شده است. نتایج شامل نتایج مربوط به جابجایی و تنش های موجود در مخزن می باشد.
تنش ها با در نظر گرفتن یک ضریب اطمینان بر اساس استاندارد موجود با تنش تسلیم سیستم مقایسه شده و همچنین میزان تغییر قطر مخزن در اثر عبور بارهای ترافیکی محاسبه شده و با تغییر قطر مجاز موجود در استاندارد طراحی مقایسه شده است. مش بندی روی مدل با بالاترین چگالی مش ممکن برای دستیابی به دقیق ترین نتایج اعمال شده است. تنش ها از نوع Von-Mises در نظر گرفته شده است. شرایط شبیه سازی با فرض پر شدن کامل سپتیک تانک پلی اتیلن از پساب و همچنین با در نظر گرفتن بالاترین چگالی ممکن برای آب که در دمای 4 درجه سیلیسیوس رخ می دهد در نظر گرفته شده است.
مدلسازی تنش
مدلسازی تنش سپتیک با جنس پلی اتیلنی بر اساس پروفیلی با ابعاد زیر در نظر گرفته شده است:
خواص مکانیکی پلی اتیلن صلب
خواص مکانیکی پلی اتیلن صلب یا سنگین مورد استفاده در بدنه مخزن، خاک و بتن به شکل زیر در نظر گرفته شده است :
جدول1.خواص مکانیکی HDPE
| 1070000000 | Elastic Modulus |
| 0.4101 | Poissons Ratio |
| 377200000 | Shear modulus |
| 952 | Mass Density |
| 22100000 | Tensile Strength |
جدول2. خواص مکانیکی خاک ماسه اطراف مخزن با جنس پلی اتیلنی با تراکم 80%.
| 75E+6 | Elastic Modulus |
| 0.3 | Poissons Ratio |
| 1900 | Mass Density |
| 40 | Angle of Friction |
| 0.1 | Dilation Angle |
| 0.788 | Flow stress Ratio |
| 100 | Yeild stress |
| 0 | Abs plastic strain |
جدول3. خواص مکانیکی بتن
| 30E+9 | Elastic Modulus |
| 0.2 | Poissons Ratio |
| 2400 | Mass Density |
نحوه بارگذاری رو بتن
بار ترافیکی بر اساس استاندارد Din 1072 (جدول 4) در نظر گرفته شده است:
جدول4. نیروها و ناحیه تماس لاستیک برای استاندارد وسایل نقلیه
تنش های ژئو استاتیک اعمالی در خاک اطراف منبع:
برای سطح بالایی خاک که فاصله قائم آن از محورهای مختصاتی برابر یک متر می باشد مقدار تنش ژئواستاتیک برابر صفر و برای سطح پایینی خاک که فاصله آن از محورهای مختصاتی برابر صفر متر می باشد مقدار تنش ژئواستاتیک وارده بر بدنه مخزن به صورت زیر محاسبه می شود:
۱۷۰۰ × 9.81 + 0 = 16677 Pa
فشار جانبی خاک گودال نیز برای خاک ماسه ای از رابطه زیر محاسبه می شود:
Ko = 1 – sin 40 = 0.255
جدول5. تنش ژئواستاتیک ، نسبت تخلخل خاک
| Geostatic stress | Ratio |
| Height=0 | 16677 Pa |
| Height=1m | 0 |
| Void | 0.4 |
نتایج تحلیل
با توجه به عبور وسایل نقلیه در محل قرارگیری مخزن برای دستیابی به نتایج مطوب و مطابق با استاندارد در محل اتصال عدسی به بدنه از داخل 4 تقویت کننده مثلثی با زاویه 90 نسبت به یکدیگر در نظر گرفته شده است.
نتایج مربوط به تنش های وارده به بدنه مخزن:
نتایج مربوط به جابجایی ها: 1. جابجایی در راستای عمودی
حداکثر جابجایی عمودی
عکس زیر حداکثر جابجایی مخزن بهنگام وارد شدن فشار را نشان میدهد:
حداکثر جابجایی افقی:
بررسی نتایج تحلیل
طبق نتایج مربوط به تنش حداکثر تنش اعمالی به میزان 6.312 مگاپاسکال می رسد.
با در نظر گرفتن ضریب اطمینان 2.5 برای تنش ها طبق استاندارد DVS2205-1 جدول 4 داریم:
n=3.5>2.5
از طرفی طبق استاندارد میزان تغییرات قطر مخزن حداکثر می تواند به 3% برسد:
حداکثر تغییر قطر: 34.5mm
درصد اوالیته: 1.38% – لازم به یادآوری است اوالیتی تا 2.5 درصد در نصب منبع غیردفنی و تا 5% در مدل دفنی طبق استاندارد مشکلی ایجاد نخواهد کرد.