垃圾土蠕变-降解沉降特性试验研究

为了研究垃圾土蠕变降解沉降特性,选取重庆市某垃圾场典型试样,基于室内蠕变观测试验得到蠕变降解沉降过程曲线（0~330 d）,建立了符合其沉降变形特性的PTH计算模型,验证了该模型合理性,同时对沉降影响因素进行了详细分析。结果表明,因外部应力和内部蠕变降解引起的沉降总量可达试样高度的33.2%,渗滤液在前期的溢出量受外部荷载和有机物含量的控制;垃圾土中有机物的降解规律可用Richards 模型来表示,累计沉降量和累计渗滤液产量之间符合指数函数关系;有利于初期压缩变形和后期降解沉降的最优有机物含量区间为29.1%～36.47%;内部温度监测结果显示,20～41 ℃是一个可加快内部有机物降解速率的温度区间,且在41 ℃时作用最大。     

考虑降解率下的垃圾土降解压缩量计算模型

从无机物质量不变出发,在考虑降解率与密度变化的情况下,围绕垃圾土的密度、质量与体积三者关系,结合由自配试样进行降解试验获得的降解率规律,推导了垃圾土一维降解压缩模型。研究结果表明,降解压缩量与初始时刻有机物的体积百分含量、降解率及初始高度有关,且成正比关系。利用该模型对重庆市某垃圾填埋场的有机物降解沉降量进行了计算,可以看出降解沉降量与时间呈指数函数关系,在填埋初期降解沉降速率较大,随着时间推移,降解沉降量趋于稳定。     

孔隙率及降解时间对垃圾土-水特征曲线影响的试验研究

采用自行配制的城市生活垃圾,开展了垃圾填埋介质的土-水特征曲线室内试验研究,揭示了不同孔隙率和不同降解时间对土-水特征曲线的影响规律.研究结果表明:VG模型能够较好地描述垃圾土基质吸力与含水率之间的非线性关系;孔隙率和降解时间对垃圾的土-水特征曲线有着显著的影响,降解时间越短,其低基质吸力(小于100 kPa)下的曲线段越陡,而其残余含水率则越低;垃圾填埋介质的孔隙率越大,其低基质吸力情况下的曲线越陡,而其残余含水率则越低.     

饱和土中流体对压缩波传播特性影响

为了进一步分析流体性质对饱和土中压缩波传播的影响,基于Biot两相介质波动理论,推导了压缩波平面波动解,并得到了孔隙流体自由流动和流体无渗流时的压缩波速度公式.通过数值算例分析了水饱和、准饱和及气饱和三种饱和情况下土中压缩波的传播及衰减特性.结果表明,在水饱和至准饱和土中,两种压缩波的速度和弥散性均随含气量的增加而降低,衰减则随含气量的增加而增加.气饱和土中,P1波速度比水饱和时显著降低且基本无弥散和衰减;P2波速度比水饱和时有很大提高,同时弥散和衰减加强,且特征频率向高频漂移.完全水饱和时P1波主要在流体中传播,含气量超过一定值(1%)时主要受土骨架中控制,P2波则刚好与此相反.     

不同渗滤液水位对垃圾土产气特性的影响研究

针对填埋场垃圾含水率沿纵向差异性较大,且较多垃圾处于渗滤液液面以下,降解规律较为复杂等问题。对无锡桃花山填埋场新鲜垃圾进行分拣、破碎,分别使用渗滤液原液、渗滤液(pH=7.45)及清水(pH=7.45)进行含水率控制,通过恒温水槽控制降解温度为41℃,进行现场垃圾的室内温控降解试验。试验结果表明:相同含水率条件下,产气速率第一峰值、二次产气开始时间及累计产气量,均为原液试样渗滤液(pH=7.45)试样水(pH=7.45)试样,且与含渗滤液(水)率呈正相关。     

生物酶改良膨胀土的压缩特性

为探究生物酶改良膨胀土压缩特性,通过一维固结试验,研究了生物酶、石灰、水泥改良膨胀土体孔隙比、压缩系数、单位沉降量与荷载变化规律。探讨了固结压力对生物酶、石灰、水泥改良膨胀土体压缩特性的影响。试验结果表明：生物酶、石灰、水泥改良膨胀土表现出不同的压缩性,主要反映在压缩曲线与压缩系数上;掺生物酶、石灰、水泥都能改善膨胀土的压缩性,其中,生物酶配比为1∶300改良膨胀土的压缩性最小;改良膨胀土的单位沉降量与荷载的关系可用幂函数来表示：s_i=bp^_ia。     

结构性对黄土压缩回弹性能影响的试验研究

根据黄土的大孔隙、高强度及欠压密等特性,对不同含水量的原状土与重塑土进行了一系列侧限压缩试验,包括压缩试验、压缩再回弹试验和压缩回弹再压缩试验,并对天然含水量下原状土进行4种不同荷载下的回弹再压缩试验.在试验的基础上详细分析了结构性对黄土的压缩和回弹性能的影响,尤其是对原状土在结构屈服前后的力学性能变化的影响,得出黄土的结构性对其压缩回弹性能的影响显著,特别是在结构屈服压力前后,原状土的回弹能力差别较大.研究成果为提出一种结构性黄土先期固结压力的推求方法奠定了基础.     

重庆市某卫生填埋场陈垃圾土的工程特性研究

陈垃圾土是一类非常特殊的土,结合重庆一封场六年多的填埋场,对陈垃圾土的物理指标,工程力学性质进行实验研究。总结了陈垃圾土的主要组成成分,得出了陈垃圾土的含水率,密度和孔隙比的具体范围,并与新鲜垃圾作了比较。探讨了垃圾各组分对土体各物理指标的影响。深入研究了陈垃圾土的三轴应力应变曲线特征,并把曲线划分了四个阶段,分析了各个阶段的特点,阐述了其产生的原因。指出陈垃圾土是具有一定的结构,但结构性很弱的土体,3σ是强度形成的主要原因。同时探讨了陈垃圾土有机物纤维,土体颗粒对陈垃圾的C,φ值影响。     

考虑应力路径影响的垃圾土应力-应变特性

填埋场内垃圾土体存在多种应力状态(如压缩、拉伸、加载和卸载等),常规三轴试验和直剪试验难以全面进行模拟。为此,利用GDS三轴仪针对垃圾土重塑样开展9种不同应力路径下的三轴试验,深入研究分析应力路径对垃圾土应力-应变特性和屈服特性的影响,提出描述垃圾土应力-应变关系统一的数学模型,并得到p-q应力空间上垃圾土的屈服轨迹。通过与砂土进行比较,揭示应力路径对垃圾土中纤维材料加筋作用的影响规律。结果表明：对于σ₃≥0的压缩路径,垃圾土的应力关系曲线上翘,没有任何出现峰值或趋于渐近值的迹象,纤维材料起到的加筋作用最显著;对于σ₃<0的压缩路径,垃圾土的偏应力随轴向应变增加而增大,并逐渐趋于某定值,纤维材料起到的加筋作用较弱;对于Δq<0的伸长路径,垃圾土与砂土的应力-应变关系曲线近乎一致,纤维材料几乎不产生加筋作用。垃圾土中纤维材料的加筋作用与应力路径密切相关,研究成果为全面深入理解垃圾土的力学特性提供了依据。     

石油污染土中微生物的分离鉴定及降解特性

为了为汽油污染土的微生物修复提供优良菌种,以LB培养基为基质,从石油污染土中对汽油降解菌进行了分离鉴定,以降油培养基为基质对分离得到的菌株进行汽油降解率的测定,以培养温度、培养基pH值及培养时间为参数对5种具有优良汽油降解性能的菌株进行单因素试验,基于单因素试验结果进行三因素三水平的正交试验后,以汽油降解率为响应值对试验结果进行响应面分析,筛选出具有优良降解性能的菌株,并确定了菌株降解汽油的最佳条件。结果表明：从石油污染土中分离出了9种具有汽油降解性能的菌株,其中,铜绿假单胞菌、假单胞菌属、苍白杆菌属、博得特氏菌属以及戈登氏菌属具有优良降解性能,这5种菌降解汽油的最优条件为：铜绿假单胞菌、假单胞菌属、苍白杆菌属、博得特氏菌以及戈登氏菌的最佳培养温度均为32℃,培养基pH值均为7.0,培养时间均为20 h,降油培养基中的汽油降解率分别为70.12%、76.42%、75.66%、77.50%和73.22%。     

城市垃圾填埋场沉降模型的研究

研究了城市垃圾填埋场的沉降变形机理,提出了计算沉降量的模型,模型由荷载应力下的压缩沉降和有机物降解后的压缩沉降两项组成.结合具体工程实例,研究了填埋场的库容,计算了填埋场封场后的沉降量,并给出了沉降量随时间的变化规律.研究表明,初始孔隙比、有机物含量及有机物的降解率是影响填埋场沉降的主要因素;沉降量随时间呈指数衰减,衰减系数为0.10～0.14.     

废旧聚苯乙烯塑料的氧化降解研究

研究了废旧聚苯乙烯（PS）塑料高温液相催化氧化降解工艺条件,以乙酸为溶剂,四水乙酸钴、四水乙酸锰为主催化剂,溴化物为助催化剂,在一定的温度和压力下,用空气将聚苯乙烯塑料氧化为苯甲酸（BA）,用气质联用法（GC-MC）检测了聚苯乙烯塑氧化降解后的产物成分,尾气中CO和CO2浓度用红外在线分析仪检测,研究了反应温度和混合溶剂比对降解产物比例的影响。结果发现：在最优化条件下,聚苯乙烯能够大量转化为苯甲酸,最高的BA收率已达到78％。     

对城市生活垃圾管理和处置的探讨

对我国城市生活垃圾管理与处置提出了一些建议．城市生活垃圾的处理方法主要有填埋、堆肥和焚烧．填埋法工艺简单，管理方便，投资少，适用范围广，又可做最终处置方法．我国是发展中国家，依据国情，大部分地区宜采用填埋法处理垃圾，目前，生活垃圾的资源化主要是对废塑料、废橡胶、废纸、废电池、电子废弃物、医疗废弃物和泔脚而言．这类生活垃圾性质特殊，经回收、处理后，再次利用可取得较好的经济效益，并能防止环境污染．在欧盟国家中，荷兰、德国的垃圾管理较成功，它们已经基本形成了一整套全面管理垃圾的标准、条例和法规，其中垃圾管理目标等级制度的建立和包装品废弃物的管理是很值得借鉴的．     

温度对厨余蔬菜废物好氧降解的影响

对常见蔬菜废物进行好氧降解研究,探讨温度对蔬菜废物好氧生物降解过程的影响,为控制堆肥化条件、改善蔬菜废物好氧生物降解效果提供一定依据．结果表明,中温和高温条件下蔬菜废物好氧生物降解过程区别较大,高温可显著提高粗淀粉的降解速率和最终降解率,而中温有利于粗蛋白质初期降解速率的提高;从微生物相的差异看出高温有利于细菌数量增长,中温有利于放线菌数量增长,其差异导致生物质的降解率的不同．     

城市生活垃圾焚烧渣工程特性试验研究

焚烧法减量效果显著,已成为生活垃圾的主要处理方法,然而城市生活垃圾焚烧会产生大量底渣,底渣如何处置利用是当前一个重要且亟待解决的难题。以武汉地区底渣为例,借助微观观测技术和室内测试试验,较为全面地分析武汉底渣的物理、化学及工程特性,与不同地区底渣特性进行对比,并进一步探讨武汉底渣在道路工程中作为路基填料、垃圾填埋场中用作防渗层的可行性。结果表明,底渣颗粒形状各异,表面光滑且有细小孔洞,是一种塑性较低、比重较高的级配不良砂性粗粒土;底渣重金属元素浸出浓度均未超过国家相关标准的规定限值;底渣的击实性与中细砂相似,有一定的压缩性,但其固结特性不明显;底渣的渗透系数略大于细砂,经掺和膨润土后可考虑用作垃圾填埋场防渗材料;底渣内摩擦角接近中细砂取值,同时还具有一定的黏聚力;在承载变形能力上,底渣的CBR测定值较高,满足路基工程材料对承载力的要求。     

城市固体废弃物剪切强度参数的研究

为了在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，参照杭州天子岭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，利用大型三轴剪力仪进行固结排水剪试验，延伸岩土工程中研究土体的概念和方法，研究城市固体废弃物的剪切强度特性.城市固体废弃物的黏聚力和摩擦角随着轴向应变的增加逐渐增大，摩擦角增长较为平缓，应变较大时达到峰值，黏聚力主要由纤维状加筋相所产生，增长趋势较快.结合国内外大量的强度参数资料，提出了两种典型城市固体废弃物成分的强度参数，可以用于成分相近的填埋场稳定分析中.     

固废应变硬化机理与超重力模拟适用性

为了探究城市固废应变硬化机理及模型固废在超重力模拟试验中的适用性,选用塑料和草炭、石英砂和高岭土等材料,分别对固废有机纤维和土颗粒的各项特性进行试验研究. 结果表明,有机质纤维对固废的应变硬化特性起主导作用,可以显著地提高固废强度;土颗粒中石英砂质量分数增加可以提高固废在小应变时的强度,高岭土质量分数增大会导致固废破坏应变及偏应力峰值明显减小. 基于各组分作用,提出定量控制有机纤维质量分数的方法配制模型固废,配制出的模型固废与真实固废的各项特性非常吻合. 采用模型固废强度参数计算得到的填埋场失稳临界水位比与离心模拟试验结果一致,验证了所配固废的超重力模拟适用性,为填埋场变形与稳定超重力研究提供了重要依据.     

黄姜皂素工业固体废弃物的综合利用

黄姜皂素行业传统工艺产生的废渣的综合利用方法主要包括制备燃料、肥料、板材和活性炭以及栽培食用菌等,通过比较分析,提出利用废渣制备炭材料,并将其用于农业、废水处理等领域具有较好的经济技术价值,可以成为黄姜皂素行业废渣处置和利用的重要发展方向.此外,采用直接分离法生产皂素的新工艺可以减少环境和能源方面的压力,具有较高的清洁生产水平,是黄姜皂素行业的发展趋势.