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。     

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/...     

分层填埋垃圾体中气体一维稳态运移规律

针对垃圾填埋场分层填埋特点,提出了填埋垃圾产气率和导气系数分层计算方法,建立了分层填埋垃圾体中气体一维稳态运移分析模型,分析了垃圾的产气率、导气系数和封顶覆盖层的气密性对气压力大小及分布的影响,并探讨了垃圾填埋龄期对气压力分布的影响规律。分析结果表明:对于均质垃圾体,产气率与导气系数的比值越大,则填埋气压力越大;对于含封顶覆盖层的垃圾体,产气率主要控制气压力大小,导气系数控制气压力沿填埋深度分布梯度。封顶覆盖层厚度的增加或其导气系数的降低将使填埋气释放量减少,则气压力整体提高。垃圾填埋龄期越大,则垃圾体中气压力越小。     

考虑任意初始条件的均质土质覆盖层降雨入渗解析解

均质土质覆盖层作为填埋场与大气环境的隔离结构其主要功能是控制雨水入渗,近些年该类覆盖层在北美一些干旱和半干旱地区被证明是有效的。基于二维非饱和土渗流控制方程,采用可考虑土体进气值的指数函数描述土体的土水特征曲线和渗透系数曲线,使用单位梯度边界作为土质覆盖层的底部边界条件,推导出可考虑任意初始条件的降雨入渗移解析解。通过与前人试验结果比较与分析,证明了该解析解的有效性。对比分析了均质土质覆盖层底部分别取单位梯度边界、渗流审查边界和固定孔压边界对降雨入渗及渗漏量的影响,分析结果表明:与渗流审查边界和固定孔压边界相比,单位梯度边界更适合土质覆盖层的渗漏量计算。利用该解析解分析不同初始条件对累计渗漏量的影响,结果表明覆盖层累计渗漏量随其底部初始体积含水率的增加而增大。为土质覆盖层防渗漏性能评价提供了一种简单实用的计算方法。     

重金属在某简易垃圾填埋场底部及周边土层扩散勘查与分析

为了掌握重金属在简易填埋场底部及周边天然土层扩散情况，选取淮南某简易填埋场开展现场勘查和室内测试分析。在填埋场内、外进行了钻孔勘探、取土样和水样、水位测试等工作，对取得的土样和水样中重金属（Cu，Pb，Cr和Zn）含量及其存在形态进行了测试分析，获得了重金属在土层中沿深度及水平方向的分布规律。测试结果表明：重金属Cu，Pb，Cr在该填埋场下卧土层中总含量未超过国家土壤质量二级标准，重金属Zn在浅部土层中含量超过二级标准，但未超过三级标准。该填埋场历时17 a，垃圾渗滤液中重金属Cu，Pb，Cr在填埋场下卧土层中扩散深度达2 m以上，已击穿了浅部渗透系数较大的耕植土层，Zn扩散深度达3 m以上。填埋场内与渗滤液充分接触的土层中可交换态重金属占总量百分比低于1%，有机态重金属所占百分比明显高于场外背景值，但随深度增加而显著降低，其分布规律与有机质含量测试结果类似。该填埋场深度2 m以下的粉质黏土和老黏土层渗透性低、厚度大，具有良好的阻碍重金属扩散性能。     

垃圾填埋场污染物击穿竖向防渗帷幕时间的影响因素分析及设计厚度的简化计算公式

为了解中国第一代垃圾填埋场中防渗帷幕的服役性能及其影响因素,以苏州七子山填埋场地质条件为例,以COD作为代表性污染物,在前期现场勘查基础上建立了有限差分计算模型,对防渗帷幕被污染物击穿时间的影响因素进行了计算分析,并基于Ogata解析解给出了防渗帷幕击穿时间和设计厚度的简化计算公式。模拟和分析结果表明：场地地质条件对嵌入式防渗帷幕击穿时间影响不十分显著;帷幕上下游水头差、帷幕渗透系数、阻滞因子和厚度对嵌入式防渗帷幕的击穿时间有显著影响,击穿时间与上下游水头差、帷幕渗透系数、阻滞因子、以及帷幕厚度的平方近似呈线性关系;扩散系数对嵌入式防渗帷幕击穿时间的影响不可忽略。     

含非饱和导排层的毛细阻滞覆盖层长期性能分析

为了验证含非饱和导排层（UDL）毛细阻滞覆盖层的防渗性能,采用模型试验在中国东部湿润气候区自然气候条件下进行2年的长期监测. 覆盖层模型尺寸为2.0 m×1.0 m×0.55 m（长×宽×厚）,坡度为18.4°（坡率为1∶3）. 结构剖面从上至下依次为植被生长层（15 cm）、粉土层（20 cm）、砂层（10 cm）和碎石层（10 cm）. 长期监测试验结果表明：监测期累计降雨量为3 448.4 mm;渗漏量为2.62 mm,显著低于北美湿润气候区土质覆盖层的防渗标准. 非饱和导排砂层（UDL）侧向导排量为581.77 mm,占降雨量的16.87%,导排作用明显. 在一个典型的水文年中,4~11月自然降雨、气温和腾发作用三者高峰期重合;雨热同期的有利气候条件以及UDL层的侧向导排作用,有效控制了渗漏量. 6~9月的连续强降雨为覆盖层易发生渗漏的极端气象段,是防渗设计的控制性气象条件. 冬季12月至次年3月气温低但降雨量较少,增设的非饱和砂层导排作用明显;避免了因腾发作用弱不能及时蒸散水分而发生渗漏的问题. 含非饱和导排层（UDL）的毛细阻滞覆盖层由粉土、砂和碎石等非胀缩性土构成;湿胀干缩和开裂现象不明显.     

南水北调中线工程砂层液化问题判别

为了研究穿黄隧道地基在地震和盾构机施工时震动引起砂层液化的可能性及防治措施,采用扰动样和原状样进行了液化试验和动力特性试验,研究结果表明:砂层在7度地震下的液化深度在17 m内;在地震加速度amax为0.194 g的作用下,隧道在深度30 m处的非液化层,地震后最大沉降量约为11 cm.该结果可供设计研究参考.     

利用土柱试验快速测试重金属对流-弥散-吸附参数的方法

重金属离子对流-弥散-吸附参数对于评价防污屏障的服役性能十分重要,目前还缺乏高效且可靠的方法系统地测试这些参数。为了能在较短试验时间内采用较少试验数量获得重金属离子对流-弥散-吸附参数,以Pb²⁺作为代表性重金属离子,开展了Pb²⁺在土-膨润土中的土柱试验。结果表明:模型渗流流速从0增大到1.59×10^-7 m/s时, Pb²⁺的阻滞因子R_d从13减小为11,符合流速越大阻滞因子越小的规律;该土柱试验方法得到的Pb²⁺对流-弥散-吸附参数与文献报道的参数典型取值高度一致,证明了该方法的有效性;该方法减少了试验数量,提高了参数获取效率,且以单参数解耦方式拟合试验结果,拟合结果更可靠。研究结果为防污屏障材料的服役性能评价提供新的途径。     

基于渗透原理的可吸水模型根系研发与性能研究

为了模拟自然植物根系的吸水过程，探究其对周边土体水文力学特征的影响机制，利用3D打印技术，设计并制造基于正渗透原理的新型可吸水模型根系.模型根系采用中空结构，侧壁开孔，外覆半透膜.当内部灌注聚乙二醇（PEG）溶液时，PEG溶液和土中水分间存在的渗透压梯度驱使了模型根系吸水.常重力模型根系吸水试验结果表明，在含砂粉质黏土中，循环浓度等效1 500 kPa渗透压的PEG溶液可在根系附近土体中产生最大约120 kPa的基质吸力，该基质吸力超过了真空法模型根系的理论最大产生吸力.通过在适当范围内调整PEG溶液的质量摩尔浓度，并控制溶液循环特征，模型根系可以具备不同的吸水能力，从而模拟不同的现实工况.