土工合成材料与土工合成材料加筋砂土的相关特性

目前土工合成材料加筋的理论研究明显落后于工程实践。为了指导土工合成材料的优选和研究加筋机理,以5种国产土工合成材料为加筋材料,它们分别是针刺无纺土工织物、涤纶纤维经编土工格栅、玻璃纤维经编土工格栅、双向塑料拉伸土工格栅和土工网,系统进行三轴压缩试验以比较各种土工合成材料对砂土的加筋效果。试验结果表明：（1）各种土工合成材料加筋砂土的抗剪强度和应力应变特性不同;（2）无纺土工织物适合用于允许大变形的加筋土工程,涤纶纤维经编土工格栅和塑料拉伸土工格栅均适合用于对变形有较严格要求的加筋土工程,玻璃纤维经编土工格栅适合用于对变形有严格限制的加筋工程,设计时需要较大的安全系数,土工网适用低等级的加筋土工程;（3）砂土对各种土工合成材料侧向收缩的约束作用差异显著。     

土工合成材料的蠕变特性和试验方法

蠕变是土工合成材料应用于永久性加筋土结构中的重要特性。较详细地介绍了蠕变的机理和影响因素、试验仪器、操作步骤和试验成果的整理方法,以及为减短试验持续时间而推荐的时温叠加法和分级等温法,比较了不同规范的要求,同时还简要介绍了土工合成材料的动力蠕变试验和土工泡沫及土工合成材料粘土垫层的蠕变试验以及铺设破坏与蠕变结合的试验,给出了对蠕变研究的一些建议。     

土工合成材料加筋土柔性桥台复合结构的研究现状

土工合成材料加筋土柔性桥台复合结构（GRS-IBS）是美国针对中、小型单跨桥梁的快速更换问题而提出的一种新型技术,是原有GRS桥台技术的优化与提升。到目前为止,美国积累了10多年的工程经验和研究成果,其中有44个州超过250座桥梁采用了GRS-IBS结构形式进行设计和建造。这些成果主要集中在现场工程监测方面,也有一些关于车辆静载试验和数值分析方面的研究。本文收集、整理了40多座GRS-IBS的工程资料和相关研究成果,即从现场工程监测、车辆静载试验和数值分析3个方面,以案例形式对其研究现状进行归纳总结。结果表明,GRS-IBS整体变形协调性能良好、受环境温度变化的影响小,桥跨结构与桥头引道之间无明显的差异沉降及路面裂缝出现;GRS桥台的沉降与侧向变形基本上能在施工阶段完成,工后沉降及变形均很小;GRS桥台墙面处侧向土压力值很小且分布均匀,不符合朗肯土压力理论,筋材受力亦较小且分布均匀;GRS桥台潜在破裂面的下半段与朗肯主动破坏面吻合较好,但上半段偏差较大,破坏包络面远超出朗肯面。此外,通过数值方法进行影响因素分析,发现小加筋间距和高压实度是保证GRS桥台优良性能的关键性因素;填料内摩擦角、筋-土界面摩擦系数越大,GRS桥台的性能越好。     

土工合成材料耐久性的神经网络预测

以BP人工神经网络为工具,利用其强大的非线性映射能力,在综合分析土工合成材料耐久性影响因素的基础上将土工合成材料所处环境的温度、湿度、紫外线照射情况以及土工合成材料的老化时间作为网络的输入参数,以描述土工合成材料耐久性状态的强度和延伸率作为网络的输出,建立了神经网络模型。采用大量试验数据对网络进行了训练和检验,并对土工合成材料的耐久性进行了预测。结果表明,预测值和试验结果比较接近,该网络能较好地反映土工合成材料耐久性与其影响因素之间的非线性映射关系。     

用土工合成材料治理道路翻浆的研究

介绍了各种土工合成材料的排水、隔离、渗滤、加筋等功能作用。根据路基土的物理力学性能和水力性能与土工合成材料的材料特性,决定采用复合土工膜、沥青玻璃布、沥青棉胶布、竹排等,工程实践表明,采用了土工合成材料后,大大减轻了路基冻害现象,不失为一种较为理想的治理路基翻浆冒泥的方法。土工合成材料治理道路翻浆,可以使路基的破损程度降到最低,为车辆运行提供平坦的路面。     

土工合成材料在软土地基处理中的应用

本文主要介绍软土地基的加固处理，利用土工合成材料加筋土垫层联合碎石垫层综合解决软土地基的承载力不足及冻胀问题。对于软土地基二维固结变形，瞬时沉降在地基总沉降量中占有很大的比例，而充分利用表面硬壳层及均匀慢速加载均对减少地基沉降有着显著的效果。     

土工合成材料界面摩擦特性的室内剪切试验研究

采用自行研制的直剪仪和斜板仪研究了3种粗糙程度的HDPE（高密度聚乙烯）膜分别与砂土、土工布及土工复合材料之间的界面摩擦特性,进行了高垂直应力的直剪试验和低垂直应力下的斜板试验。通过对试验数据进行分析比较,认识了一些HDPE膜界面摩擦特性的变化规律及其影响因素,并对直剪试验结果与斜板试验结果之间的差异进行了初步的研究。     

土工合成材料在沥青路面的应用及其设计

随着交通量和轴载的增加,对路面使用性能的要求越来越高,这也促进了路用土工合成材料产品的不断发展。国内外对土工合成材料应用于沥青路面进行了大量的室内与现场试验及理论分析工作。结果表明,土工合成材料能有效防止各种病害,改善路面的使用性能。对目前土工合成材料在沥青路面结构应用的几种设计方法进行了分析和评价,并根据美国地沥青协会（AI）所提出沥青路面罩面的设计程序,介绍了土工合成材料用于沥青罩面加筋,以减薄罩面厚度的设计方法。     

土工合成材料的蠕变折减系数

比较了获得拉伸蠕变破坏荷载-时间曲线以及蠕变应变-时间曲线的试验方法,给出了外推这两种蠕变曲线数据的处理步骤。用其他研究者和笔者的试验成果说明怎样根据设计使用年限的长期蠕变强度或容许应变,来确定蠕变折减系数,并简要介绍了时温叠加法获得历时更长的蠕变曲线的概念。     

时温叠加法确定土工合成材料蠕变折减系数

简单地介绍了加速土工合成材料蠕变试验的时温叠加方法原理和,移动因子的计算公式和意义。如果试验所得的曲线有拐点,则相邻曲线既有水平移动也有垂直移动。利用时温叠加方法得到的移动后的应力-时间曲线,可以直接确定土工合成材料设计寿命时的蠕变强度,抗拉强度除以蠕变强度即为蠕变折减系数。还重点阐述了利用时温叠加法确定蠕变强度和蠕变折减系数的步骤和过程,同时给出了具体的算例,并提出了建议和有待改进之处。     

温度和填埋高度引起的垃圾填埋场边坡部土工膜张拉力评价

基于垃圾填埋场边坡部衬垫系统各材料之间的界面摩擦特性,提出了温度和垃圾填埋引起的土工膜端部张拉力的评价方法。以短纤维无纺布、HDPE土工膜组成衬垫系统,进行了不同填土高度下土工膜端部张拉力室外试验。试验结果表明：当填埋高度较小时,作用在HDPE土工膜端部的张拉力主要为温度应力;温差越大,土工膜端部的张拉力越大;随着填埋高度的增加,填埋引起的HDPE土工膜端部张拉力增大。运用提出的评价方法对温度和垃圾高度引起的土工膜端部张拉力进行了评价,并与试验结果进行了对比,评价温度应力时,考虑界面摩擦作用的土工膜张拉力计算结果与实测结果基本一致。     

垃圾填埋场边坡上土工膜的拉力与位移分析

在垃圾填埋场中,土工膜通常放在填埋场的边坡上用来隔离有害物质以避免污染周围环境。土工膜上填埋垃圾和土层沿其长度将有剪应力作用,使得土工膜产生位移,内部承受拉力。为保证土工膜的安全使用,需要对土工膜的拉力与位移进行分析。以边坡材料的应力应变协调为基础,对土工膜下层与土接触面上的剪应力-位移关系采用双曲线模型,推导出微分控制方程,并利用有限差分法迭代求解控制方程得到土工膜位移与拉力的解。最后,对影响土工膜拉力和位移的重要参数进行了分析研究。     

弃土堆填对斜坡输电塔桩基地震反应的影响

施工弃土堆填保坎对山区输电线路桩基地震反应会产生何种影响,目前尚不明确。采用FLAC3D数值分析软件建立西南山区典型输电线塔位数值模型,分析桩周有无弃土堆填保坎时桩基础地震动力响应的变化情况,开展定量分析,初步探讨弃土堆填保坎对山区输电线路桩基地震反应的影响。研究表明：桩周弃土堆填保坎后斜坡场地桩基桩身水平峰值加速度、桩身位移、桩身内力、桩周土体位移差的量值均较桩周无弃土堆填保坎时增大。陡坡坡度为35°时,弃土堆填保坎增大了桩基础地震响应,降低了其在陡坡上的抗震性能。     

A comparative study of waste landfill disposal in different countries

This study draws attention to the fact that natural processes can mobilize thallium （Tl）, a highly toxic metal, which may enter the food chain with severe health impacts on the local human population. A rural area having independent Tl mineralization in southwestern Guizhou, China, was chosen for a pilot study. Tl contents of soils extracted by HNO3 in the study area range from 35-165 mg/kg in soils from the mining area, 14-78 mg/kg in alluvial deposits downstream, and 〈0.2-0.5 mg/kg in soils from the background area. Tl contents in ammonium acetate EDTA-extracted fraction are 0.013-1.3 mg/kg, less than 1% of concentration in HNO3-extracted fraction. The amounts of Tl in NH4Ac-extracted fraction were thought to be more exchangeable and bioavailable, i.e., immediately available to plants and/or available to plant roots over a period of years. Tl concentration in crops exhibits species-dependent preferences. The enrichment of Tl in edible crop species decreases in the following order： green cabbage〉chili〉Chinese cabbage〉rice〉com. The highest level of Tl in green cabbage is up to 500 mg/kg （DW）, surpassing the values of Tl in the soils （13-59 mg/kg）. The enrichment factor for TI in green cabbage is up to 1-10 when considering the HNO3-extracted Tl, but the factor highly rises to 30-1300 while considering the NH4Ac-extracted Tl. The average daily uptake of Tl by the local villagers through consumption of locally planted crops was estimated at about 1.9 mg per person, which is 50 times the daily ingestion from the Tl-free background area.     

城市垃圾填埋场粘土基防渗浆材的实验研究

文章研制了一种低渗透系数并对污染物有一定吸附阻滞作用的浆材,即膨润土-粉煤灰-水泥(BFS)浆材,用于垃圾填埋场以防治渗沥液渗漏污染周围地下水和土壤。通过正交试验优选出了以膨润土为主的配方:膨润土22%~25%、粉煤灰20%~23%、水泥15%~18%、纯碱1.2%~1.4%、稀释剂TMH加量0.3%~0.45%。该浆材结实率大于99.6%,固结体28d渗透系数小于0.8×10-7cm/s,无侧限抗压强度小于2.0MPa,渗透系数比一般水泥粘土浆材降低约2个数量级。通过采自长春某垃圾填埋场的渗沥液进行固结体的渗透试验,该浆材的固结体对CODCr、氨氮和磷的吸附阻滞率均达到了82%以上。文章的创新点在于浆材配方的选材不但考虑了降低固结体渗透系数,使其符合规范要求,而且考虑了材料成分对渗沥液中污染物的吸附阻滞作用,同时降低了固结体的抗压强度和脆性,使其有一定的塑性和韧性,以适应填埋场的地基变形。     

城市固体废弃物填埋场的岩土工程问题

论述了国内外城市卫生填埋场相关的岩土工程问题及其研究现状,包括卫生填埋场填埋体物理力学性质、卫生填埋场的防渗系统和边坡稳定等一系列岩土工程问题,在此基础上初步探讨了我国城市卫生填埋场相关岩土工程问题的发展前景。     

垃圾填埋场稳定影响因素敏感性神经网络分析

垃圾填埋场稳定影响因素的选取和研究是稳定分析的重要组成部分,而确定主次要因素的方法就是进行影响因素敏感性分析。利用BP神经网络结合正交试验设计方法,对填埋场沿衬里滑移破坏的影响因素进行敏感性分析。通过对工程实例的计算,该方法与传统法有着相同的因素敏感性排序,但决定排序的极差值有所不同。由于该法能考虑多因素同时变化,故其极差值的大小更能反映因素敏感程度的差异。BP神经网络结合正交试验设计法与传统法相比能节省计算工作量。研究结果显示,影响填埋场滑移稳定性的最主要参数为复合衬垫层间最小摩擦角和垃圾的堆填坡角。因素敏感性排序的确定为填埋场的优化设计、施工、试验、运营管理提供了理论依据。     

卫生填埋场复合边坡地震稳定性和永久变形分析

采用非连续变形分析方法,对卫生填埋场复合型边坡的地震稳定性和永久变形进行了详细地计算分析,探讨了边坡倾角、土与土工膜之间的摩擦系数、边坡的长度、覆盖土层的厚度以及地震加速度对边坡的稳定性和永久变形的影响。由边坡的破坏形式,讨论了复合型边坡的破坏机理,指出了文献[1]给出的计算公式的适用条件以及局限性,为卫生填埋场复合型衬垫层的稳定设计提供参考。     

单井注水改变填埋场中垃圾土温度的模拟

为了加速填埋场降解的稳定化,渗滤液回灌常被应用在工程实践中。使用竖井进行回灌是较为有效的方式之一。伴随着液体的注入,由于对流的产生,垃圾土温度势必会发生改变。基于无锡填埋场注水试验,对该现场试验过程中垃圾土温度的改变进行模拟。为此,建立了考虑渗透系数和孔隙率随深度变化的渗流模型,以及考虑渗流影响的热对流-热传导模型,并利用数值计算方法进行求解。在对比计算值和试验值之后,发现所建立的模型能较好地模拟注水期间渗滤液水位和垃圾土温度的变化规律。结果表明：在离注水井超过6 m处的位置,显现的液位相对滞后,至少滞后0.15 d,而且距离越远滞后的时间越长;在液位以下,注水井周围的垃圾土温度均低于初始温度。但是在径向上远离注水井3.6 m之外的垃圾土温度并不是全低于初始温度,在新老垃圾土交界处之上2 m范围内,会出现温度高于初始温度的现象,温度差可达3 ℃;新填垃圾土的已降解时长对单井注水工况下温度分布的影响较为显著。     

垃圾填埋场设计中的若干问题研究--以襄樊洪山头填埋场为例

襄樊市洪山头垃圾填埋场投资和建设周期均受控于压实粘土坝和渗滤液与沼气收集系统两个关键因素,技术难度大。基于有限元分析结果确定土坝边坡的最佳坡度,采用土工格栅加筋土和包裹式坡面结构新技术加固坝体边坡。介绍一种收集管设置在砾石盲沟内的渗滤液与沼气收集系统,该系统的渗滤液收集和防淤塞能力强,可有效防止收集管弯曲和断裂。