垃圾坝和界面强度对填埋场沿底部衬垫系统滑动的影响

为研究垃圾坝和界面强度对填埋场沿底部衬垫系统滑动的影响,将填埋场分为主动楔体、被动楔体和垃圾坝3个部分,对其进行极限平衡分析,建立平衡方程,求解填埋场的安全系数。考虑条间力的变化,可以计算填埋场的最大安全系数FSmax和最小安全系数FSmin,并且采用平均安全系数FSave来代替真实安全系数FStrue。填埋场的安全系数随着垃圾坝高度和底部摩擦角的增加逐渐增大,如果不考虑垃圾坝的作用,填埋场的稳定计算偏于保守。具有最小安全系数的潜在滑动面并不能仅仅通过比较衬垫中不同界面的黏聚力和内摩擦角来确定,随着衬垫界面摩擦角和黏结力的增加,FSave都在逐渐增大,衬垫界面黏结力对填埋场的整体稳定性影响较大,尤其是对于摩擦角较小、黏结力较大的情况。     

设垃圾坝填埋场的三楔体滑动分析

 提出新建及扩建设垃圾坝填埋场的三楔体极限平衡分析法，给出安全系数的近似解，使得填埋场沿背部、底部及垃圾坝内坡处衬垫界面的三折线型滑动分析大为简化，发现其具有较好的工程适用性。该方法与精度较高的Spencer法所给出的计算结果吻合良好，且能考虑填埋体内摩擦角的影响。研究结果显示，衬垫界面的强度直接影响填埋体沿衬垫界面的稳定性，而填埋场各坡坡度、填埋场高度和宽度以及垃圾坝的高度对安全系数均有较大的影响。对扩建填埋场的分析结果表明，扩建填埋体沿新老场交界面的安全系数较低，在扩建填埋场的设计中应引起重视。另外，扩建填埋场的横向扩建宽度越大，则其界面安全稳定性越好。     

设垃圾坝卫生填埋场平移破坏的统一分析模型

 针对设垃圾坝卫生填埋场沿填埋场侧壁、底部及垃圾坝背部和沿填埋场侧壁、底部及垃圾坝底部这2种平移破坏模式,提出平移破坏的统一分析模型。该模型将滑移体分为主动、中间和被动3个楔体,通过对各个楔体的极限平衡分析,建立方程计算填埋场平移破坏安全系数。通过算例分析平均安全系数和真实安全系数的最大相对误差以及楔体间安全系数和整体安全系数的关系,并与未设垃圾坝和设垃圾坝,但只考虑单一破坏模式分析模型的计算结果进行比较,说明统一分析模型的正确性、可行性与兼容性。该模型既能考虑垃圾坝断面形状、垃圾坝背部与垃圾体作用力方向和复合衬垫系统界面的黏聚力等因素对平移破坏的影响,克服了有些模型对这些条件的限制;也能用于不设垃圾坝填埋场平移破坏分析。根据设垃圾坝填埋场平移破坏分析结果,还可对垃圾坝断面进行优化设计。     

垃圾填埋场沿底部衬垫系统破坏的稳定性分析

为研究垃圾填埋场沿底部衬垫系统破坏的稳定性,将填埋场分为主动楔体、被动楔体和垃圾坝三部分。对它们进行极限平衡分析,建立平衡方程,求解填埋场的稳定安全系数。考虑条间力的变化,可以计算填埋场的最大、最小安全系数Fmax和Fmin,采用平均安全系数Fave来代替真实安全系数Ftrue,研究发现,Fave和Ftrue的最大相对误差不超过5%。Fmax随着城市固体废弃物内摩擦角φsw的增加逐渐增大,而Fmin随着内摩擦角φsw的增大并不改变;Fmax、Fmin和Fave都随着垃圾坝高度H2和底部摩擦角δDA的增加逐渐增大,垃圾坝对填埋场的稳定性有较大影响。     

考虑破坏面转移和垃圾坝作用的边坡稳定分析

垃圾坝是山谷型填埋场和横向扩建填埋场中常采用的增稳措施;破坏面在衬里结构不同界面间发生转移也是被证实的规律,考虑破坏面转移和垃圾坝作用的垃圾体边坡稳定分析方法尚未见报道。通过将衬里结构中破坏面转移点作为分界点,将滑动垃圾体分成5个楔体,利用极限平衡条件建立了五楔体边坡稳定分析方法。研究结果表明,五楔体极限平衡分析方法能够分析考虑破坏面转移和垃圾坝影响的填埋体稳定性;考虑破坏面转移计算得到的安全系数低于不考虑考虑破坏面转移的计算结果,考虑破坏面转移的计算方法能够发现更危险的情况;填埋场安全系数随垃圾坝高度的增大而增大;垃圾坝的背坡有一最优坡度,垃圾坝的背坡小于这一坡度时,发生“坝背破坏”模式;垃圾坝的背坡大于这一坡度时,发生“坝底破坏”模式;最危险破坏面通过填埋场的背坡和底坡的衬里,再通过垃圾坝的坝背衬里界面或坝底。     

考虑衬垫布置型式的平原型填埋场动力响应与变形分析

填埋法是我国垃圾的主要处置手段,衬垫系统是垃圾填埋场的重要部分。衬垫界面的动力剪切强度较低,在地震作用下填埋场极易沿衬垫界面发生整体失稳破坏。首先建立了界面动力模型和垃圾土黏弹性动力本构,考虑光面衬垫和糙面衬垫的差异性,建立了四种不同衬垫布置形式平原型填埋场动力分析模型,研究衬垫布置形式对平原型填埋场动力稳定性的影响。研究结果表明,衬垫布置形式对平原型填埋场顶部的动力响应与变形影响不大,采用糙面衬垫布置形式能够大幅减小平原型填埋场底部位置的永久变形,有利于提升填埋场的动力稳定性,对平原型填埋场衬垫系统的抗震设计有指导意义。     

山谷型垃圾填埋场失稳模式离心模型试验研究

利用能够在超重力离心环境下旋转的模型箱,进行了山谷型垃圾填埋场离心模型试验。试验结果表明,在40g离心加速度的条件下,前坡40°,后坡45°的填埋场在坡肩处变形较大,沿底部界面失稳的可能性较小。当模型箱转动11.6°(对应填埋体前坡51.6°,后坡56.6°,底坡11.6°),填埋体开始出现整体滑移,随着模型箱的转动角度不断增大,整体滑移呈加速趋势,并伴随有填埋体本身的大变形,其中垂直坡底方向的变形大于平行坡底方向。当模型箱旋转26°后(对应填埋体前坡66°,后坡71°,底坡26°),破坏模式由整体滑移变为沿填埋体内部滑移破坏。试验再现了垃圾堆体沿衬垫界面失稳过程,为山谷型填埋场衬垫界面参数取值方法提供数据支撑。基于测量数据、分析了垃圾土变形、破坏发展规律,探讨了垃圾土抗剪强度参数取值的主要影响因素。     

2010年“华夏建设科学技术奖”获奖项目(二等奖) 固体废弃物填埋场堆体稳定性评价及加固措施研究

一、立项背景目前我国各大、中型城市正在运营的440多个城市生活垃圾卫生填埋场,每年处理垃圾6865万吨,占垃圾清运总量的87.7%。随着城市生活垃圾产量的快速增长和垃圾填埋场的填埋量增加,垃圾堆体高度逐渐增加,填埋场内渗滤液水位随之增加,垃圾填埋场的堆体稳定问题逐渐凸现出来。按新标准建设的固体废弃物填埋场普遍采用水平衬垫系统,该系统界面间的抗剪     

关于具有多层复合衬里填埋场稳定安全的探讨

防止含有多层土工合成材料复合衬里的填埋场的平移破坏是填埋场设计中的最重要问题之一。发生在多层衬里界面上的平移破坏的破坏面可能会在背坡上通过衬里的一个界面,而在底部却通过衬里的另一个界面;具有最小安 全系数的衬里最危险界面会随着填埋高度和填埋体形状的变化从一个界面转移到另一个界面。在填埋高度较小时, 30 cm 的渗滤液水位对稳定分析计算的最危险界面和安全系数都会有较大的影响;但是随着填埋高度的增高, 30 cm 的渗滤液水位对最危险界面改变的和安全系数降低比例的影响变得越来越小。由于渗滤液水位的升高,不仅会导致安全系数的减小,而且还可能会导致多层衬里的最危险界面从一个界转移到另一个界面。提高设计水平,解决目前我国填埋场在长期运行中的渗滤液水位升高问题,保证填埋场的稳定性,是目前迫切需要重视和解决的问题。     

城市垃圾填埋场地震稳定性的拟静力分析方法

基于土石坝潜在滑裂面上等效地震系数的概念,在城市垃圾填埋场防渗层的二维滑动面上定义了水平等效加速度(时程)ahec(t)和ahed(t),以最大水平等效加速度ahecm和ahedm代表地震在填埋场覆盖层和衬垫层引起的荷载水平,与屈服加速度进行比较来评价填埋场的地震稳定性;假定沿填埋场底部衬垫层的潜在滑动体由3个刚性滑块组成,对基础具有一定坡角的填埋场进行极限平衡分析,推导了填埋场衬垫层屈服加速度系数的计算公式;将等效线性化方法与拟静力方法相结合,给出城市垃圾填埋场沿防渗层失稳的2D拟静力分析步骤;对振动台试验用到的模型填埋场进行非线性数值计算,结合试验结果验证了提出的2D拟静力分析方法能够给出相对保守的地震稳定性评价结果。     

垃圾填埋场孔压监测及边坡稳定性分析

通过现场监测确定垃圾填埋场内的孔压,基于对监测结果的分析得到填埋场内渗滤液水位分布;取不同深度的垃圾土样进行三轴试验测定其抗剪强度参数,利用极限平衡方法定量分析孔隙水压力和孔隙气压力对填埋边坡稳定性的影响.研究结果表明:该填埋场内的渗滤液水位较高,由于中间覆盖层的存在,使填埋场内存在上层滞水;不同埋深垃圾土的抗剪强度不同,随着埋深增加,垃圾土的有效黏聚力减小,有效内摩擦角增加;渗滤液水位高低对填埋边坡安全系数影响很大,上层滞水对边坡稳定性影响较大,气压力对其稳定性影响不大.     

某填埋场垃圾堆体边坡失稳过程监测与反分析

某填埋场是国内首批在场底铺设复合衬垫系统的大型卫生填埋场,该场垃圾坝前堆体边坡于2008年6月连续强降雨期间发生失稳事件。介绍该堆体边坡失稳过程的现场监测结果,包括坡面水平位移、深层侧向位移和渗滤液水位。基于监测数据,开展堆体边坡稳定性反分析工作,探讨复合衬垫系统界面抗剪强度取值方法,提出抽排竖井迫降水位、铺膜防渗等应急抢险措施。现场监测和理论分析结果表明:堆体边坡中高渗滤液水位是导致其失稳的关键因素,堆体边坡水平位移速率和渗滤液水位高度呈明显正相关关系;该堆体边坡失稳模式是沿场底复合衬垫系统中软弱界面的深层滑移;斜坡场底上复合衬垫系统在滑移过程中发生位移-软化效应,其界面强度介于峰值强度和残余强度之间;抽排竖井迫降水位是最直接、有效的应急抢险措施。     

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。     

固体废弃物填埋场堆体稳定性评价及加固措施研究

一、立项背景 目前我国各大、中型城市正在运营的440多个城市生活垃圾卫生填埋场,每年处理垃圾6865万吨,占垃圾清运总量的87.7％.随着城市生活垃圾产量的快速增长和垃圾填埋场的填埋量增加,垃圾堆体高度逐渐增加,填埋场内渗滤液水位随之增加,垃圾填埋场的堆体稳定问题逐渐凸现出来.按新标准建设的固体废弃物填埋场普遍采用水平衬垫系统,该系统界面间的抗剪强度较低,成为填埋场稳定的薄弱环节.另外,国内许多填埋场运营过程中同时填埋城市污水污泥,其强度极其软弱对垃圾堆体稳定性也造成了不利的影响.因此有必要研究能够反映出填埋场堆体失稳模式的稳定分析方法及参数取值,评价现状及后续填高垃圾堆体的稳定性,提出有效的加固措施和稳定控制标准.分析和评价污泥坑对垃圾堆体的安全稳定的影响,提出污泥坑固化处理技术要求,并提出垃圾堆体稳定安全监测方法.     

垃圾填埋场的环境土工问题

垃圾填埋场是一种具有衬垫和气液收集系统的特殊土工构筑物.城市生活垃圾是一种特殊的土,其颗粒大、成份复杂,填埋体内温度高;渗滤液的溶质对吸力产生影响;垃圾的压缩性与降解有关,而垃圾的强度受纤维状"加筋"相的影响;渗滤液的渗漏引起土体和地下水的污染,污染物迁移包括对流、扩散和吸附三种方式;填埋体的沉降和稳定性还要考虑固-液...     

垃圾填埋场沿底部衬垫双层界面失稳破坏分析

垃圾填埋场底部衬垫系统中黏土-土工膜(GM)界面和土工织物(GT)-土工膜界面的剪切强度较低,极易沿界面发生失稳破坏。提出三阶段界面本构模型描述界面的软化特性,采用有限差分程序建立计算模型,研究了垃圾体弹性模量、密度、高度和背坡坡度变化对界面剪应力和剪切位移的影响。分析结果表明:随着垃圾体弹性模量的增加,基地处界面剪切位移和剪应力均逐渐增大,而背坡处界面剪切位移和剪应力逐渐减小;随着垃圾体密度和填埋高度的增加,界面剪应力和剪切位移均逐渐增大,而背坡坡度对界面剪切位移影响较大;通过GT/GM界面和GM/地基土界面剪应力和剪切位移的对比分析可知,界面失稳破坏往往发生在抗剪强度较小的界面。     

复杂荷载作用下填埋场HDPE土工膜受拉计算

采用FLAC程序对典型荷载作用下城市垃圾填埋场HDPE土工膜的受力状况进行了计算分析。3种荷载条件包括:36 m高垃圾堆体自重荷载(分层填埋);下卧软弱黏土层不均匀沉降引起的荷载;地震引起的动力荷载。计算结果显示:①土工膜内的拉应力随着垃圾土分层填埋、基础不均匀沉降、地震荷载的作用而积累;②基础不均匀沉陷是影响衬垫层土工膜局部拉应力的主要因素;③中等强度水平的地震动输入(例如,峰值加速度为0.25g)可使覆盖层土工膜端部锚固位置拉应力超过极限拉应力。     

浓缩液回灌对垃圾填埋体水位及稳定性的影响

成都长安填埋场渗滤液反渗透处理工艺日产260 t浓缩液,拟在填埋场进行回灌处理,回灌工程实施前需评估回灌工程对垃圾填埋体稳定性的影响.在该填埋场工程地质与水文地质勘查结果的基础上,利用GMS软件开展了垃圾填埋体非饱和一饱和三维渗流分析,模拟和预测了浓缩液回灌前后填埋体内渗滤液水位变化.基于渗流分析结果,利用Slope/...     

软土地基垃圾填埋场的稳定性分析

软土地区垃圾填埋场系统的稳定性主要包括边坡、地基和填埋体的稳定性三方面,设计者在考虑填埋体边坡及地基失稳的情况时往往忽略渗滤液对填埋体的稳定性的影响.本文指出了渗滤液在填埋体中的存在形式可以分为五种情况,分析了这五种情况下渗滤液造成对填埋体稳定性影响的原因及结果.     

垃圾填埋场衬垫工程性质及其环境影响研究综述

固体废弃物填埋是目前许多国家处置城市生活垃圾的主要方法之一,衬垫系统是整个填埋场系统中最关键的部位。为了研究垃圾填埋场衬垫的工程性质及其造成的环境影响,根据国内外大量文献中有关垃圾填埋场衬垫系统的相关报道,并结合垃圾填埋技术的现状,文章着重从衬垫系统工程及其结构形式、渗透性质、与污染物的相互作用等方面进行综述概括。同时,总结与对比了国内外学者对垃圾填埋场衬垫系统工程性质与造成的环境影响研究的方法、手段与成果,对垃圾填埋场衬垫系统的设计与维护具有一定的借鉴意义。