城市生活垃圾填埋场固液气耦合一维固结模型

建立了一维固、液、气三相耦合的大孔隙垃圾固结数学模型。把垃圾视为大孔隙介质,假定基质吸力等于0,即孔隙气压等于孔隙液压,把填埋场简化为非稳定单向渗流场。模型中采用了Gibson和Lo一维压缩流变模型及Landgem产气方程,结合了达西定律、气体状态方程、有效应力原理和多孔介质流体动力学理论。填埋场的沉降按封场前和封场后两个阶段分别计算,封场前填埋场接受垃圾,导致堆载压力增加,而封场后的填埋场堆载压力保持不变。垃圾堆填时产生的超孔隙压力按Hilf分析法计算。运用差分法对固、气耦合问题进行了数值求解。计算结果表明:气压随深度增加而增大,透气率大的填埋场其气压消散速率快。在堆填期,气压随时间增加而增大;封场后,气压逐渐消散。气压增加,导致填埋场沉降速率和容量减小。     

适宜降解条件下填埋场的沉降模型及案例分析

填埋场的沉降和容量分析对其填埋期及封场后的运营有着重要意义。综合比较了不同的填埋场沉降分析模型,总结了各种填埋体压缩试验和现场沉降监测结果。如果生物降解被抑制,蠕变引起的压缩量相对较小,大部分力学压缩将在较短时间内完成;完善并改进了生物降解压缩模型,并通过案例分析与现场孔隙比沿深度的变化进行了比较。该模型能用于描述常压力下的试样压缩,也能分析分层堆填填埋场的容量分析和封场后沉降,尤其适用于降解条件适宜的情况。模型中采用的参数可以通过压缩试验或反分析沉降资料的方法获得。通过案例分析发现,改善填埋期间填埋体的降解条件能够有效地提高填埋场的容量,减少封场后沉降的潜力。如果不考虑填埋过程、填埋高度、初始有机质含量、填埋场降解条件,即使有了一定的沉降观测资料,单纯采用经验公式去分析封场后沉降也并不合理。     

新型集成管井降水强夯法处理冲填土地基试验研究

考虑长三角沿海地区吹填软基实际工程性质,采用新型集成管井降水联合强夯加固技术进行某滨海工业园区试验段软基处理。新型集成管井降水装置可增加主动降水能力,大大加快了孔隙水的排出和超孔隙水压力的消散,并可使超孔隙水压力降至负值,减小地基侧向位移。通过监测水位、孔隙水压力、侧向位移和沉降,及时了解加固效果,进一步探究加固机理。试验表明:第1,2遍点夯分别采用1 250k N·m和2 000k N·m的夯击能,夯击次数为2~3次,夯实效果最佳;超孔隙水压力消散比较快,消散速率随深度增加而减小,第2遍强夯过后孙隙水压力消散速率比第1遍大。最后通过检测,地面以下5m深度地基得到充分加固,地基承载力达到100k Pa,完成了试验既定目标。     

垃圾土沉降的Logistic模型应用研究

垃圾土的沉降是卫生填埋场沉降机理设计时需考虑的一个重要因素。通过对垃圾土沉降的分析,指出垃圾土的沉降机理相当复杂,与土的沉降机理不尽相同。分析了现有垃圾土沉降模型计算存在的问题。采用使观测值和预测值残差平方和达到最小的方法对Logistic模型求取参数,并应用于香港Sai Tso Wan垃圾填埋场及巴西Bandeirantes填埋场封场期后的沉降预测研究。结果表明,只要选取合适的参数,可以克服现有沉降计算模型的缺陷,大幅度提高垃圾土封场期后沉降值的预测精度。     

某简易垃圾填埋场封场工程设计要点

结合工程实例,分析总结了简易垃圾填埋场封场设计中的3个要点问题,即堆体整形、防渗和气体导排的解决方案,对国内同类型的垃圾填埋场封场工程具有一定的借鉴作用。     

城市生活垃圾降解压缩试验仪研制及应用

为了研究城市生活垃圾降解与填埋场沉降关系问题,研制了一台垃圾降解压缩试验仪。该仪器具有温度控制、渗滤液回灌、加压、气体和液体收集等功能。5kg垃圾试样装入直径为190mm的土样室(试样初始高度为320mm),在150kPa压力下进行一维降解压缩试验。试验检验了温度、回灌、气压等因素对降解速率的影响程度。试验结果表明,温度是影响降解的主要因素,回灌能加快产气速率,在400kPa的气压下(绝对气压),降解仍能继续进行。在温度为41℃和回灌的条件下,6个月后降解已基本完成;气相色谱/质谱分析结果表明,气体组分主要为CH4、CO2和H2O。降解完成后,总的变形量为142mm,其中主压缩变形量为65mm,次压缩变形量为77mm。提出了在填埋场沉降计算时考虑气压影响的必要性。     

考虑垃圾体沉降的生物反应器填埋场 渗滤液回灌运移规律

生物反应器填埋场在渗滤液的回灌过程中,垃圾体会产生较大的沉降变形,这主要是由于填埋体的自重和生物降解所致。由于沉降变形会导致生物反应器填埋场中垃圾体的孔隙比减小,孔隙比的减小会影响垃圾体的渗透系数和填埋场所能容纳的渗滤液量。为了研究考虑垃圾体沉降的生物反应器填埋场渗滤液回灌运移规律,根据质量守恒原理,以修正的Darcy定理为基础,结合Elagroudy等人提出的沉降模型,建立了考虑垃圾体沉降的生物反应器填埋场渗滤液回灌的计算模型,应用该模型研究了非饱和条件下渗滤液在生物反应器填埋场中的运移规律,分析了回灌强度、垃圾体初始孔隙比、初始含水率和组成成份等参数变化对垃圾体含水率和填埋场单位表面积回灌量的影响规律。     

分层堆填条件下填埋场沉降计算及实例分析

分别采用Sowers模型、Marques模型及应力降解模型编制了填埋场容量及沉降计算程序,模拟分析了分层堆填条件下填埋场的堆填及沉降过程。根据上海老港封顶系统的部分实测沉降数据拟合了这3种沉降计算模型的参数。通过比较发现Sowers模型计算参数简单但模拟结果较为粗略,Marques模型和应力降解模型结果相近,相对而言应力降解模型参数少并容易确定。采用应力降解模型及相应的拟合参数计算了老港填埋场剖面的顶部整体沉降并和实测数据以及中间层沉降计算数据进行了对比分析。除了一些受施工影响较大的区域,该模型及沉降计算方法能较好地模拟填埋场的顶部的沉降过程。计算表明填埋场沉降和不均匀沉降的最大值均可能出现在堆体内部而不是堆体表面,因此必要时堆体内部构筑物设计时应进行沉降和不均匀沉降验算。     

城市新鲜垃圾抗剪强度参数模型研究

 为研究垃圾填埋场堆填过程中垃圾抗剪强度参数的变化规律,考虑垃圾的压缩过程及剪切位移渐变过程,采用大型固废压缩与直剪联合测定试验仪器,对288个城市新鲜垃圾试样进行了系统地室内试验研究。试验材料分为3种配比,每种配比考虑3个初始孔隙比。试验压缩过程采用4级竖向压力,每级压力考虑8个压缩时间;剪切过程考虑10个剪应变限值。试验结果表明：抗剪强度参数c值和φ值随着剪应变限值的增加而增加,其关系可以拟合为对数表达式;在对试验数据分析的基础上,建立了一个既简单又实用的对数模型,讨论了模型拟合系数的变化规律,得到了模型拟合系数与压缩时间的关系表达式,并给出了模型拟合系数的取值范围。该模型可以预测新近填埋垃圾的抗剪强度参数,为垃圾填埋场的稳定性分析提供理论依据。     

广东某垃圾填埋场库坝稳定性现状分析

针对垃圾填埋场库坝的堆填形态特点,对广东某垃圾填埋场库坝工程采用Midas-GTS软件建立了三个分析模型(坝前、坝中、坝尾),考虑在现有填埋区渗沥液与坝体水作用下,计算在现堆填状态下的稳定性,得到了稳定性系数并找出了危险点及潜在滑移面。结果表明:该边坡在现状条件下基本处于稳定状态,满足设计要求。该研究为垃圾填埋场库坝稳定性现状分析提供了技术路线和数据依据。