城市固体废弃物剪切强度试验研究

卫生填埋法是我国处理城市固体废弃物（MSW）主要方法。为了在垃圾填埋场稳定性分析时合理地选取城市固体废弃物剪切强度参数,参照填埋场城市固体废弃物的主要成分,人工配制固体废弃物试样,通过固结排水剪切试验结果分析,讨论了不同降解程度的城市固体废弃物抗剪强度指标变化规律。     

城市固体废弃物动力特性试验研究

参照杭州天子岭填埋场城市固体废弃物(MSW)主要成分,人工配制固体废弃物试样,利用中型动三轴试验仪研究其在较大应变范围内MSW的动力特性。MSW的动剪切模量Gd和阻尼比D随着动剪应变γd的变化曲线与泥炭土的相关曲线形状基本一致,并且在相同应变时数值相差不大。在相同的动剪应变水平下,随着围压的增大,Gd增加而D减小;当动剪应变增大时,Gd减小而D增大。由于MSW的高压缩性,初始孔隙比不同对试样的动力特性影响不大。同时进行了现场剪切波速试验,确定了最大动剪切模量Gdmax的估算式。为便于应用,建议了归一化Gd和D与动剪应变依赖关系的取值范围和平均值曲线,并将其与OII填埋场MSW动力特性的研究结果进行对比,可以看出MSW的成分对其动力特性的影响还是比较大。     

砂土液化动稳态强度分析

根据动三轴实验数据，砂土的应力路径最终达到一个稳定的阶段，此时，在不同的振动周期，砂土的孔隙水压幅值不再增加，应力路径相互重叠，但是应变幅值却以恒定的速率不断增加，这种相对稳定状态中的极限强度是评估砂土抗液化能力的重要指标，并结合饱和砂土的孔隙水压力发展和应力路径，使砂土液化强度更加明了。     

城市固体废弃物应变硬化机制与强度参数确定方法

 通过对常规三轴仪进行改装,开展最大竖向应变达50%的城市固体废弃物(MSW)三轴剪切试验。试验表明：大应变条件下MSW试样发生破坏且其破坏应变随填埋深度增大而减小。通过组分分离得到MSW的基本相和加筋相,并对其分别进行三轴固结排水剪切(CD)试验,发现其应力–应变曲线均呈应变硬化型。在此基础上,对基本相进行筛分,并结合不同粒径粒组的微观结构阐述基本相中有机纤维体的存在形式及其加筋作用机制。进一步对各粒组进行CD试验,发现除粒径小于0.075 mm的粒组外其余粒组的应力–应变关系均表现为应变硬化。通过基本相灼烧前后的CD试验比较,发现有机纤维体在应变达到一定程度后才开始发挥加筋作用,且剪切过程中伴随着纤维体断裂以及纤维体与颗粒间滑移。最后,基于MSW的三轴剪切试验结果,分别对三轴固结不排水剪切(CU)试验和CD试验抗剪强度参数的确定方法进行探讨。     

城市固体废弃物的动力特性及参数确定

参照杭州天子岭填埋场城市固体废弃物(MSW)主要成分,人工配制固体废弃物试样,利用中型动三轴试验仪研究其在较大应变范围内MSW的动力特性。由于MSW的高压缩性,初始孔隙比不同对试样的动力特性影响不大。建议了归一化动剪切模量和阻尼比与动剪应变依赖关系的取值范围和平均值曲线,并将其与不同塑性指数黏土的动力特性进行对比,可以发现MSW材料剪切模量衰减和阻尼比曲线较好的呈现出中塑性黏土的特征。最后,对城市固体废弃物的动剪切模量Gd和阻尼比D随动剪应变dγ的变化曲线进行了拟合,并给出了拟合公式的参数取值。     

城市固体废弃物持水率的研究

 提出城市固体废弃物填埋场垃圾土持水率研究的室内试验方法,并对根据我国南方某填埋场垃圾组成配置的垃圾混合物进行试验。试验表明,垃圾土湿重持水率随干密度的增大而减小。垃圾土密实状态下的体积持水率也随上覆压力和干密度的增大而减小,但在疏松状态下,其体积持水率开始时随上覆压力和干密度的增大而增大,达到最大值后,随上覆压力和干密度的增大而减小。     

动荷载作用下杭州粉土动强度试验研究

通过对杭州粉土进行固结不排水动三轴试验,研究围压和固结比在动荷载作用下对杭州粉土动强度的影响,总结了不同固结比、不同围压的条件下,杭州粉土动强度的变化规律。     

城市固体废弃物中孔隙水压力的试验研究

通过对室内配制的4组不同配比的城市固体废弃物(MSW)进行的三轴固结排水试验,得出孔隙水压力与时间、轴向应变的关系曲线。试验结果表明:城市固体废弃物中也存在孔隙水,但与土中的孔隙水有很大的不同。城市固体废弃物中的孔隙水压力分布很复杂,存在于孔隙中、不透水材料之上、有机质中,且沿深度方向并不呈线性分布,也不是连续的。因此土力学中的有效应力原理不适用于城市固体废弃物。建议不考虑城市固体废弃物中的固结,而将沉降分为压缩和生化降解两部分。     

城市固体废弃物残余变形特性试验研究

利用中型动三轴仪,对城市固体废弃物（MSW）进行了残余变形试验研究,采用改进的沈珠江模型对MSW的残余变形模型参数进行拟合,在此基础上,讨论了不同破坏标准下的应力水平对模型参数的影响,建议了适合MSW的残余变形模型应力水平指数。MSW属于应变硬化型材料,应力和应变曲线没有明显的峰值,不同破坏标准条件下,相同固结比的MSW具有不同的应力水平,因此建议用固结应力比来代替应力水平,提出了适用于MSW的残余变形修改模型,修改后的模型不必考虑破坏标准对残余变形参数的影响,应用更加方便。     

不同地区黄土动强度变化规律试验研究

利用动扭剪仪,研究了不同地区(兰州、洛川、杨凌、巩义)黄土的动强度特性以及变形特性.重点研究了不同地区黄土在不同含水率,不同固结应力和振次下的动强度特性及其相互差异.研究表明:各地区黄土动强度特性由强到弱依次是杨凌、巩义、洛川、兰州,总趋势上呈现出由西北向东南逐渐增强的态势;含水率及固结应力对试样强度均影响明显;各地区黄土受含水率影响存在明显差异,随强度的增强对含水率的敏感性增强;非饱和黄土和饱和黄土在强度及变形特性存在明显差异;由四个地区的原状黄土的Tdf/σ3,与破坏振次N的关系曲线,得出这些地区黄土Tdf/σ3～N均没有归一性,但随着含水率的增大归一性趋势逐渐增强.     

城市生活垃圾的气体渗透性试验研究

采用填埋场钻孔获得的垃圾样,用自制导气试验装置,测试垃圾的气体渗透系数,分析孔隙比、饱和度和垃圾组分对气体渗透性的影响。测试结果表明:所测试垃圾的气体渗透系数为(10-8～10-5)m2.Pa-1.s-1量级,固有渗透系数为(10-13～10-10)m2量级。垃圾试样的孔隙比、饱和度和组分均对气体渗透性均有显著的影响。当垃圾组分和饱和度(Sr=0%或40%)给定时,气体渗透系数随孔隙比(e=1.5～3.0)增加呈指数递增;当试样组分和孔隙比(e=2.0)给定时,气体渗透系数与饱和度呈双线性关系,其分界点所对应的饱和度(Sr=50%)略低于该垃圾田间持水量所对应饱和度值;当饱和度高于该界限值时,气体渗透系数随饱和度增加呈指数递减,而在低饱和度阶段,气体渗透系数受其影响相对较小。在控制试样孔隙比与饱和度均相同的特定条件下,气体渗透系数随填埋龄期(t=0～11 a)的增加而增大。     

城市生活垃圾抗剪强度参数的测试与分析

对某城市生活垃圾填埋场取得的原状垃圾土样进行室内大尺寸直剪试验，根据试验结果，初步分析了影响垃圾土抗剪强度参数的诸因素，在垃圾填埋场进行现场旁压试验，给出了一种利用旁压曲线推求强度指标的方法。     

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。     

城市固体废弃物路堑边坡坡面冲刷试验研究

利用室内模型试验手段，研究了在3种降雨强度作用下城市固体废弃物路堑边坡在无植被防护与有植被防护条件下坡面冲刷的变化规律，并应用侵蚀模数的概念来评价坡面的抗侵蚀能力。研究表明，随着护坡植被的生长，坡面的抗侵蚀能力逐渐提高，约在种植2个月后，侵蚀模数降为0，基本没有冲刷流失现象。     

城市垃圾填埋场主压缩沉降的试验分析

为了研究城市垃圾填埋场主压缩沉降对总沉降的影响,并对主压缩沉降作出准确的预测,通过对垃圾试样的压缩试验及理论分析,采用最小二乘法对试验数据的拟合曲线进行优化,建立了城市垃圾填埋场主压缩沉降的计算模型,该模型避免了主修正压缩指数难以确定的问题。结果表明:垃圾试样在整个压缩过程中的修正主压缩指数并非常数,修正主压缩指数与垃圾试样的初始干密度有关;利用垃圾试样初始干密度建立起来的主压缩沉降的计算模型对实际主压缩沉降进行预测,得到了较为满意的结果。     

杭州天子岭垃圾填埋体土工性状试验研究

杭州天子岭废弃物填埋场是国内第一个规范化的山谷型卫生填埋场 ,填埋场的设计和运行都要求对固体废弃物的土工性质有一个比较清楚的认识。本文通过室内土工试验和原位测试等手段对天子岭垃圾填埋场固体废弃物的一些土工性质 ,如密度、含水量、比重、液限和塑限、渗透系数、压缩性、抗剪强度等进行了研究。     

垃圾填埋体中非饱和-饱和渗流分析

结合苏州七子山垃圾填埋场的工程项目,通过室内试验量测垃圾饱和渗透系数和土-水特征曲线,推导其渗透性函数,考虑存在中间覆盖层和截洪沟失效的情况,通过对垃圾填埋体中非饱和-饱和渗流分析,研究填埋单元内的水分运移规律以及中间覆盖层上局部滞水的形成规律。计算结果表明：填埋体中非饱和区域的基质吸力大多保持在3～6kPa,对应的垃圾体积含水量为35%～40%,与实测含水量一致,说明推导出的渗透性函数可用于垃圾的非饱和-饱和渗流分析;中间覆盖层的存在可以大大降低雨水入渗量,但当截洪沟失效时,中间覆盖层是造成局部滞水的重要原因,计算得到的水位与现场测试结果相吻合。