城市固体废弃物应力–应变模型研究

根据我国杭州市城市固体废弃物(MSW)的组成,在室内人工配置了MSW试样,采用静三轴CD试验研究了不同组成MSW在加载–卸载–再加载条件下的变形及强度特性。在三轴试验结果的基础上,分析了MSW应力–应变关系的特点,建立了双线性应变硬化模型,得到了包括卸载模量和泊松比在内的一套完整模型参数。研究表明,MSW的应力–应变关系受MSW组成及压实程度影响较大。采用有机物与无机物含量的比值作为垃圾组成的分类指标,有机物和无机物的比值较大时采用双线性模型更加符合实际情况;比值较小时,MSW的应力–应变关系表现出与一般土体相似的规律,可用双曲线模型表示。     

三轴试验泥岩应力–应变特性分析

0引言在不同应力水平下,随应力变化岩石的变形特性是不同的。对不同的岩石来说,其应力–应变特性又不一样。20世纪50年代以后,岩石力学无论是在试验手段上还是在理论上都有了比较显著的进展。为了研究岩石强度和变形特性及岩石发生破裂的发展过程,利用岩石力学测试系统对圆柱形岩石试件进行单轴或三轴压缩试验是基本手段之一[1,2]。岩石的应力–应变关系很复杂,甚至没有明显的解析表达式。在工程上,根据观测和试验得到的一系列数据采用插值法拟合近似地得到要寻求的函数已经成为一种较普遍和受欢迎的方法[3]。泥岩为泥质结构和泥质胶结,成岩时间短,饱和单轴抗压强度低,按工程分类属于软质岩石,当其黏土矿物成分中含有较多的     

垃圾填埋场灾变过程的温度–渗流–应力–化学耦合效应研究

 针对当前垃圾填埋场灾变过程预测与控制的迫切需求,结合垃圾填埋场及其周围复杂而特殊的环境地质条件,从温度–渗流–应力–化学(T-H-M-C)多场耦合角度深入分析垃圾填埋场灾变过程的演化机制与开展多场耦合研究的必要性。提出填埋气体运移的微生物降解–温度–渗流(B-T-H)耦合模型、考虑好氧和厌氧微生物降解作用的垃圾渗沥液污染物迁移转化渗流–微生物降解–化学(H-B-C)耦合模型、复合衬垫系统污染物运移渗流–化学(H-C)耦合模型以及考虑热量变化和水蒸气迁移过程对开裂过程影响的填埋场封场覆盖系统干燥开裂温度–渗流–应力(T-H-M)耦合模型,为垃圾填埋场灾变过程的预测和安全性评价提供有效的分析手段。提出一套多场耦合测试分析方法与试验技术,开发集监测、控制与数据采集于一体的填埋场中污染物传输的多场耦合测试分析系统。形成一套填埋场污染物多参数远程同步监测方法与技术,研制集实时监测与视频监督于一体的垃圾填埋场污染物远程在线监督系统。针对多场耦合作用下封场覆盖系统开裂问题,提出新型环保的垃圾填埋场封场覆盖生态污泥腾发覆盖技术(EST)。上述研究成果可为垃圾填埋场灾变过程的预防与控制提供科学手段和技术支持,同时对于丰富和拓宽多场多相耦合理论的发展具有重要的理论意义和应用价值。     

土的应力–应变路径若干问题描述

0引言试验中的土样或建筑地基中的土单元,在实验荷载变化或建筑物兴建过程中,其应力和应变将随之发生变化。众所周知,对于完全弹性体,其应力和应变关系符合广义虎克定律,且其间的关系只决定于材料本身的特性,而不随应力的变化而变化,即应力和应变总是一一对应,亦即材料的变形形状只取决于初始和最终的应力状态,与加、卸荷过程无关。但对于土这种具有内摩擦强度特性的弹塑性材料来说,其变形性状不仅取决于初始和最终的应力状态,而且与应力和应变状态变化的方式以及加、卸荷的历史有关。因此,工程上常用应力和应变路径来描述土单元在其整个加、卸荷历史过程中的应力应变变化状态。大量实验表明,对于同一种土,采用不同的试验手段如单轴     

基于椭圆–抛物双屈服面模型的砂–聚苯乙烯颗粒轻质填料应力应变分析

砂–聚苯乙烯颗粒轻质填料由工程细砂和聚苯乙烯颗粒按一定比例混合形成,有利于节省胶凝材料、降低土工填料附加应力和减小地基沉降,探讨该材料的应力应变关系对指导其工程实践变得尤为重要。基于椭圆–抛物双屈服面模型,推导了考虑轻质填料配比和围压特征的应力应变增量形式方程,结合轻质填料三轴固结排水剪切试验中的应力应变特性,分析了所推导的应力应变增量形式方程的合理性。研究发现,基于椭圆–抛物双屈服面模型的考虑轻质填料配比和围压特征的应力应变增量形式方程能较好地拟合材料偏应力–轴向应变–体变规律,能较好地反映材料的弹塑性、剪胀性和剪缩性,并结合轻质填土的变形机理给予相应解释。     

基于应力–应变曲线的岩石脆性特征定量评价方法

 脆性是岩石的一种重要性质,岩石的许多力学行为都与其脆性有关。总结现有的基于强度、应力–应变曲线、加卸载试验、硬度、矿物成分等脆性指标,并详细分析这些指标在评价岩石脆性时的局限性。为合理、准确评价岩石的脆性程度,提出一种建立在应力–应变曲线峰后应力降的相对大小和绝对速率基础上、能够考虑岩石塑性屈服特性和应力状态影响的新的脆性指标,并开展单轴和三轴压缩实验对新指标进行检验。试验结果表明：水泥砂浆和大理岩脆性程度均随围压增大而减小,相同应力状态下大理岩脆性程度均大于水泥砂浆,这与二者实际脆性程度相符;单轴试验条件下灰岩、大理岩、花岗岩和红砂岩的脆性程度依次减小,破坏时的轴向应变逐渐增大,这与“应变越低脆性程度越大”吻合。试验结果可很好地验证该脆性指标的可靠性,研究成果对丰富和改进现有的岩石脆性特征评价方法具有重要意义。     

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。     

复合加固矩形木柱受压应力应变模型

为了研究钢筋加固量、碳纤维布包裹方式等对内嵌钢筋外包碳纤维布复合加固矩形木柱受压应力应变关系的影响,基于27根方木柱和9根矩形木柱的轴心受压试验结果,提出了碳纤维布约束矩形木柱的强度计算方法,推导了复合加固矩形木柱的承载力计算公式,并在此基础上提出了复合加固矩形木柱受压三折线应力应变本构关系模型.基于这种模型计算得到的木柱受压应力应变曲线与试验值吻合较好,从而验证了内嵌钢筋外包碳纤维布复合加固矩形木柱受压三折线应力应变模型的适用性.     

约束混凝土几种有代表性应力——应变模型及其比较

材料模型是结构非线性计算机模拟分析的基础，而影响约束混凝土力学性能的因素众多，因此提出了相应的材料模型也很多。通过文献层面的分析比较，从众多约束混凝土模型中优选出其中六种加以介绍，并对各模型的应力——应变曲线进行了比较分析。     

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。     

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。     

城市垃圾处理方法及趋势

介绍了目前我国城市垃圾处理方法的原理及各自的优缺点,综合比较后,针对我国基本国情,以及科学技术的发展,提出焚烧将在我国以后垃圾处理中占主导地位,而困扰焚烧技术发展的瓶颈主要包括后续烟气处理和燃烧热值不高问题。     

新鲜生活垃圾抗剪强度参数变化规律研究

在环境土工实验室,人工配制新鲜生活垃圾试样,采用大型压缩与直剪联合测定仪器,对288个垃圾试样抗剪强度参数的变化规律进行了研究。将生活垃圾分为3大类,模拟城市经济发展的不发达、发展中及发达3个阶段,将生活垃圾分为3大配比。试验采用3种初始孔隙比(2.1,2.5,2.9)、4级竖向压力(25,50,100,200 k Pa),每级压力作用下的时间分别为0,0.25,0.5,1,2,6,12,24 h,研究了10种剪应变限值(2%,4%,6%,8%,10%,12%,14%,16%,18%,20%)新鲜垃圾的抗剪强度参数。试验结果表明,新鲜垃圾的抗剪强度与竖向压力可以拟合为一条直线,符合库仑定律。随着剪应变限值的增加,抗剪强度参数c值和φ值均有增加的趋势,符合对数模型。给出了不同因素影响下,新鲜生活垃圾c值和φ值的取值范围,c值在6.14~34.17 k Pa之间、φ值在4.1°~30.6°之间。     

考虑温度效应和纤维加筋作用的垃圾土热-弹塑性本构模型

考虑填埋场内垃圾土成分的复杂性和有机质降解产热导致的温度升高,根据不同温度不同纤维材料含量垃圾土的三轴试验结果,表明温度和纤维材料是影响垃圾土力学特性的关键因素,由此将垃圾土看作是类土材料和纤维材料的复合体.荷载作用下垃圾土的力学特性取决于类土材料和纤维材料的共同作用,认为温度变化只影响垃圾土的体积变形,提出了考虑温度...     

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。     

浅谈生活垃圾卫生填埋场选址中应注意几个问题

生活垃圾卫生填埋场多处于农村或城乡结合部,其选址涉及多方面因素,不仅要分析其是否符合相关政策、规划、规范、标准等要求,而且还要紧密结合所选场址各方面特征因素,全面分析其可能存在的影响,尤其应关注对农村、农业和农民的影响,并提出解决办法。本文结合环评实践,阐述选址中应该注意几个问题。     

城市生活垃圾降解-压缩特性试验研究

为了研究垃圾土在好氧和厌氧阶段因外部温度场的变化对降解特性的影响,选取重庆市某垃圾场作为研究对象,进行了两种不同温度控制的降解试验,同时对渗滤液中可溶解有机碳含量进行了追踪测试,试验结果表明：①不同有机物含量垃圾土试样,当外部温度场小于22℃或者大于45℃时,温度对有机质降解的影响较小;②当温度在22℃~45℃时,根据垃圾土产气量、渗滤液溢出量以及质量损失率得出此温度区间对垃圾中有机质的降解起明显加速作用,降解反应程度在41℃时最大;③根据温度-质量损失率关系,推导了考虑温度效应的分阶段垃圾土降解率计算模型,并且得出垃圾土的降解率在0~180 d符合自然降解规律,为时间的函数;在180~360 d,降解率为时间和温度的双重函数;模型验证结果表明,计算结果与试验结果能够比较好的吻合。     

城市生活垃圾中优先流规律的穿透试验研究

城市生活垃圾具有大孔隙特性,优先流是垃圾中水分运动的重要形式,目前垃圾中优先流基本规律尚不明确,优先流数值分析时相关参数的选取尚缺乏依据。通过垃圾柱穿透试验研究城市生活垃圾中的优先流,以Cl-为示踪剂,进行了不同埋深和龄期试样、不同高度试样和不同入渗强度的穿透试验,得到溶质穿透曲线,运用对数正态分布模型和双峰概率密度模型拟合试验结果,定量分析了垃圾中优先流规律。结果表明,通过大孔隙运移的溶液占比在55%~70%之间,垃圾中优先流现象明显。随着垃圾的埋深和龄期增加,参与溶质运移的孔隙比例增加,但通过大孔隙运移的比例减少,优先流程度降低;试样高度增加,参与溶质运移的孔隙比例增加,但其内部大孔隙贯通性变差,通过大孔隙运移占比减小,优先流程度降低;入渗强度增大,参与溶质运移的大孔隙占比增加,优先流程度增大。双峰概率密度模型比对数正态分布模型能更好地描述垃圾中溶质运移的优先流规律,同时为使用两域模型进行垃圾水分运移分析时的参数取值提供了依据。