生活垃圾填埋过程中的沉降分析与计算

结合生活垃圾PTH蠕变方程式中的相关参数,依据重庆市长生桥垃圾卫生填埋场的填埋工艺和填埋方案,得出填埋历程与填埋高度的关系曲线。通过与土压缩理论计算方法相比较发现,土压缩理论中参数选取主要以经验为主,假设条件也与实际情况不符,而PTH蠕变模型中各参数均可由室内压缩蠕变试验得出,依据充分。计算表明,重庆市长生桥垃圾卫生填埋场在填埋过程中产生的沉降达25.72%,在容量估算中如果忽略这一数据则会对填埋场的经济性分析产生一定影响。     

考虑生物降解的填埋场长期沉降研究

填埋场沉降是环境岩土工程主要研究课题,填埋场沉降主要由堆载瞬时沉降、与时间有关的填埋体骨架蠕变和有机物生物降解引起的沉降等3部分组成。迄今为止,国内外学者建立了许多估算填埋体沉降的数学模型。根据总结归纳的典型填埋体沉降计算模型,结合某填埋场沉降实测资料,探讨了计算模型的适用性。     

竖向扩建填埋场变形离心模型试验研究

填埋场扩建是增大库容的重要手段,而其引起的沉降变形对填埋场及内部构筑物的稳定性有重大影响。针对扩建填埋场自重应力作用下的沉降变形问题,采用能够模拟我国固废工程特性的人工固废开展了平原型填埋场竖向扩建的离心模型试验。结果表明,堆体自重应力沉降随固废龄期增大而减小,最大沉降可达到堆体初始高度的20%。新老堆体界面不均匀沉降随老堆体龄期增大而减小,界面水平位移最大值出现在新堆体坡肩附近,且随坡比增加和龄期减小而增大。坡比越小,龄期和垃圾坝的作用越明显。垃圾坝对填埋堆体变形的影响随其相对高度减小而减弱。试验结果略大于常用的填埋场一维沉降计算结果,为填埋场增容及中间衬垫设计和稳定评估等提供了参考。     

城市生活垃圾填埋场沉降监测与分析

2006年9月起于上海老港填埋场开展了示范工程沉降监测项目。该生活垃圾填埋场占地面积约为200 m×125 m,共填埋了约15×104 t来自上海城区的生活垃圾,最大填埋厚度约为9 m。通过填埋期间埋设的水平沉降管,监测到该填埋场不同埋深处的沉降值。介绍了沉降监测系统的工作原理,分析了2006年底至2008年底为期两年的沉降数据。填埋场底部沉降管监测数据表明,场底地基沉降较小,两年的平均沉降为 ～ cm;中部沉降管监测数据表明,该沉降管下方生活垃圾在上方垃圾填埋后产生了较大的压缩,从上方垃圾开始填埋至填埋完毕3个月内的压缩应变约为0.197～0.242;顶部沉降管和中部沉降管监测数据表明,该填埋场垃圾主压缩完成时间约为3个月;由于填埋垃圾有机物含量较高,其修正次压缩指数较大,约为0.066～0.070。     

卫生填埋场生物降解沉降的热力学机理及其估算

从热力学的角度阐述了填埋体生物降解沉降的物理机理。依此对卫生填埋场生物降解沉降进行了界定,并初步建立了生物降解沉降量的计算模型。利用该模型,根据相关实测资料,对香港某卫生填埋场内因固体废弃物生物降解产生的沉降量进行了估算,并将估算结果与该填埋场的实测总沉降量进行了比较。     

城市垃圾填埋场有机物降解沉降模型的研究

研究城市垃圾填埋场的有机物降解沉降是非常重要的,有机物的降解沉降是填埋场的主要沉降,并且降解沉降将持续很长一段时间,较大的沉降能够导致防渗系统的渗漏并损坏覆盖系统。由于垃圾的非均匀性,其土工特性随地域及时间而改变,所以,计算垃圾填埋场的降解沉降是比较困难的。在试验及理论推导的基础上,提出了一种有机物的降解沉降模型,该模型参数较少,利用该模型预测了天子岭垃圾填埋场的库容及有机物的降解沉降。     

花岗岩风化料弃土快速堆填过程中不排水抗剪强度评估

沿海沿江城市地下开挖产生的工程渣土含泥量大、含水率高且较松散,主要运往渣土场进行堆填处置。由于产量巨大而处置场地有限,许多渣土场在运营过程中存在堆填速度快、缺乏排水设施、超高超库容堆填等问题,容易引发堆填体失稳事故。目前对于非饱和工程渣土堆体在快速堆填过程中的失稳机制认识尚不清晰,尤其是对这一过程中的高饱和度工程渣土强度增长规律缺乏足够的认识。以深圳红坳渣土场填料——花岗岩风化料(CDG)填土为研究对象,对不同初始饱和度土样进行三轴不排水不排气等向压缩和剪切试验,结果表明:非饱和CDG填土不排水抗剪强度随围压增大呈非线性增长,增长速率与试样初始饱和度密切相关;当土样压缩后的饱和度超过0.7,不排水强度随围压的增长速率显著降低。基于有效固结应力法的原理,结合Hilf孔压公式和修正剑桥模型,提出了一种工程渣土不排水抗剪强度估算方法,并通过与试验结果对比验证了该方法对初始饱和度高于0.6的CDG填土的适用性。利用该方法确定的不排水强度cu与正应力σn的关系可应用于高饱和度工程渣土快速堆填中的稳定性分析。     

考虑填埋场沉降和生物降解作用下的孔隙度仿真预测研究

垃圾填埋场上覆层的压缩以及自身的降解作用使内部孔隙结构发生了改变。沉降和生物化学反应的双重作用改变了填埋场原有孔隙度分布。将垃圾压缩变形和微生物降解所引起的产气过程相结合,建立了描述填埋场孔隙度-位移-气体压力相互作用的耦合数学模型,并给出了耦合模型的数值格式。通过数值计算得到了垃圾填埋体的沉降应变、孔隙度、孔隙渗透及扩散特性的变化规律。计算结果表明,填埋场运营前10年垃圾降解对孔隙度作用较明显,孔隙度呈线性增大,随后增大幅度减缓,达到峰值后逐渐减小,减小过程主要受垃圾沉降作用影响;不同成分的有机质含量对孔隙度的影响也存在差异;受有机质降解作用的影响,填埋约为190个月时固有渗透率可达到1.4 10-12 m2,Dg/D0可达到0.178。因此,开展填埋场沉降和生物降解作用下孔隙度的预测研究,对于评价填埋气体的有效控制以及填埋场安全指标体系的完善都具有重要的现实意义。     

核岛结构设计地基场地及计算基底效应研究

针对新型核电工程结构AP1000核岛结构设计地基中的5类非坚硬岩场地,即硬岩场地、软岩场地、上限软-中等土场地、软-中等土场地和软土场地,采用一维土层场地模型开展场地土和计算基底条件对设计地震动影响计算分析。分析中,场地模型的计算基底剪切波速分别取为700、1 100、2 438 m/s,计算基底输入地震动分别选择基于核电建设相关技术文件和规范规定的反应谱RG1.60谱、AP1000谱和HAD101/01谱（5个阻尼比）合成的人工地震动时程。计算分析表明：非坚硬岩场地会导致场地地震动峰值加速度及频谱特性显著变化,场地越软影响程度越显著;除软土场地外,场地对地震动峰值加速度和反应谱的影响均为放大作用,软土场地对地震动较低频段反应谱有放大作用,但对峰值加速度和较高频段反应谱具有强烈的减小作用;对于各类场地,计算基底及其剪切波速的变化均会导致地表地震动峰值及频谱特性明显甚至显著变化,其影响程度与计算基底剪切波速成正比;随着场地由硬变软,计算基底剪切波速的变化对场地地震动的影响程度大为减小,至软土场地几乎不产生影响。考虑到场地类型及计算基底选取对场地地震动的显著影响,我国核电厂建设引用AP1000标准设计时应合理分析场地的适宜性。     

固体废弃物处理的岩土工程问题

系统地介绍了与固体废弃物填埋处理有关的岩土工程问题, 包括地质灾害的勘察、预防和治理, 似土废弃物和非土废弃物性能的测试研究, 填埋场和填埋体的稳定和变形分析, 填埋场的渗漏和污染物运移的规律, 粘土和筑坝建材的调查等。     

临川市垃圾填埋场地工程地质条件研究

临川市垃圾填埋场根据所选用的改良厌氧卫生填埋结构对工程地质条件的基本要求,在拟建场区开展１：２０００水文地质调查与工程地质勘察的基础上,进行工程地质特征研究,确定了可建场的主坝及拉污坝的持力层,分析了该场地产生渗的可能性,论证了该场址的适宜性。     

地表水入渗对垃圾填埋场水质水量影响的数值模拟分析

将填埋垃圾视作一种特殊土体,建立了综合描述垃圾填埋场内渗滤液水分的饱和-非饱和渗流、垃圾土体沉降变形、有机污染物的释放、迁移、转化,以及微生物的生长、衰减等物理化学过程的多场耦合仿真分析模型,将任意的Lagrangian- Eulerian（ALE）方法引入到模型求解中,基于自行开发的仿真分析程序,开展了地表水入渗对垃圾填埋场水质、水量影响的数值仿真分析研究。模拟结果表明：300 d的非饱和水分入渗及内源水产生可使填埋单元内渗滤液饱和液面最高达6 m;地表水入渗对水相可溶性可降解有机物浓度和厌氧微生物浓度具有显著的影响,并间接地影响固相可溶性可降解有机物和微生物的浓度分布。     

南京市生活垃圾处置场适宜性评价及环境地质问题

通过南京市生活垃圾处置场现状调查评价与选址课题研究,基本查明了南京市生活垃圾填埋的历史与现状、填埋量、填埋场分布;用层次分析法对正在使用的6个填埋场进行适宜性评价,有三分之二的填埋场地表水、地下水遭受不同程度的污染,尤其是轿子山垃圾填埋场的运营对南京东郊地下水源地影响较大。分析了导致污染的主要环境地质问题,对已污染填埋场的治理和未来填埋场的选址具有指导意义。     

滹沱河地区地下水适宜水位研究

滹沱河流域地下水长期无节制开采造成部分浅层含水层处于疏干或半疏干状态,在分析地下开采现状基础上,根据区内垃圾填埋场和重要构筑物分布等情况,采用综合评价方法确定地下水适宜水位上、下限划定的原则,最终给出了基于环境、工程等多限制条件下的地下水适宜水位,采用mapgis网格剖分和叠加技术对滹沱河流域地下水流场进行处理,计算出滹沱河地区地下水可调控库容空间为91.48 × 108m3.为石家庄地区南水北调实施前后地下水调控方案、地下水可持续开发利用提供理论依据.     

填埋场渗滤液污染地下水问题实例分析

结合工程实例叙述了填埋场场址选择和防渗处理设施,建立针对填埋场地下水污染问题的预测模型,利用该预测模型对填埋场渗滤液污染地下水进行计算与分析,结果表明,选择合适的填埋场不仅工程措施简单,工程投资少,而且对地下水的污染甚微,能更好满足填埋要求。     

西安市固体废弃物卫生填埋场建设中的环境岩土工程问题研究

人与环境的和谐共处是当今社会可持续发展的重要内容,面对城市固体废弃物激增所带来的人与环境之间的各种问题,卫生填埋法作为最广泛也是最彻底的固体废弃物处理方法得到了越来越多的关注和研究。卫生填埋场的建设与环境岩土工程领域内的诸多方面密切相关,针对卫生填埋场的建设中涉及到的环境岩土工程问题,在依据已有资料概括介绍国内外相关发展现状的同时,结合西安地区的特点,在填埋场场址和类型选择、废弃物工程性质指标、填埋场防渗处理、填埋场沉降计算和边坡稳定这5个方面对西安地区城市固体废弃物卫生填埋场建设中的环境岩土工程问题进行了论述,提出了相应建议,展望了研究方向。     

大荷载原煤仓天然地基沉降监测及分析

为了真实反映大荷载原煤仓天然地基沉降变形随上覆荷载的变化特征及规律,确保工程安全,在研究区场地建立了一套沉降监测系统,跟踪测试了建设施工及运营期间荷载作用下原煤仓地基土的沉降变形,并依据实际监测结果,通过"规范方法"及"三维数值分析方法"进行了验证。结果表明:原煤仓地基实际变形满足规范要求的允许值,证明采用第四系湖积砂层作为天然地基方案是可行的;地基土实际沉降主要集中在运营期间,建设及施工阶段所占比例较小（10%~27%）,而规范计算该阶段沉降所占比例在40%以上;在沉降计算及预测过程中考虑基础刚度的影响,所得基底土压力分布及沉降计算结果更符合现场实际。研究结果可为类似工程场地设计、建设及安全施工提供理论依据及参考。      

基于modflow对某简易垃圾填埋场地下水污染预测研究

垃圾填埋技术是我国应用较广的垃圾处理技术,以某简易垃圾填埋场为例,查明研究区水文地质条件,通过计算得到垃圾渗漏液产生量及相关污染物浓度,选取合理预测参数,运用visual-modflow软件建立研究区地下水流场及地下水溶质运移模型,对研究区地下水相关污染因子进行预测,根据相关预测模型和参数,结果发现:该简易垃圾填埋场中氨氮污染距离可达536.4 m;高锰酸钾指数污染距离可达480.36 m,说明该简易垃圾填埋场渗滤液的泄漏已对下游一定区域的地下水环境造成了污染。     

垃圾土一维压缩修正公式及有机物降解验证试验研究

针对垃圾填埋场沉降计算问题,考虑垃圾土中有机物降解及对降解过程中重度变化,在张振营压缩量计算方法的基础上推导了垃圾土一维压缩计算的修正公式;通过垃圾土有机物降解试验和计算分析,研究了有机物的降解规律;以相同配比的垃圾土进行了垃圾土柱的沉降和计算参数试验,对推导的垃圾土一维压缩计算修正公式进行了验证。研究表明,修正的计算公式能考虑更多的影响因素,有机物的降解规律可以用Richards生物生长规律来模拟,修正的计算公式能够合理地计算出垃圾土沉降的过程。     

城市生活垃圾卫生填埋场沉降变形分析

城市生活垃圾填埋场地基沉降和垃圾堆体沉降受到的影响因素多,现行规范的计算方法直接采用与实际相差较大,为减少不均匀沉降对垃圾防渗层的影响、准确确定垃圾储量和保证垃圾堆体的稳定,开展垃圾填埋场沉降研究具有重要意义。垃圾填埋场沉降变形包括地基沉降和垃圾堆体沉降,垃圾堆体沉降又分为主沉降和次沉降,主沉降完成时间短于次沉降。通过对陕西省宝鸡市垃圾填埋场地基土进行沉降计算,最大沉降差超过100 mm,对垃圾防渗层不利影响较大;而对垃圾堆体沉降计算,修正后的计算值与沉降观测值非常接近。考虑不同地区地层差异和垃圾成分差异,积累沉降观测资料具有重要意义。