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。     

不同配比新鲜生活垃圾渗透特性试验研究

在环境土工实验室,采用大型渗透模型槽试验仪器,对3种配比新鲜生活垃圾进行了室内模型槽试验研究。采用常水头试验方法,考虑7种初始密度(0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1g/cm~3),研究了生活垃圾的渗透特性及规律。试验结果表明:新鲜生活垃圾的渗透速率随饱和度的增大而增大,其关系可拟合成多项式,拟合系数大于0.99,建立了多项表达式;渗透速率随初始密度的增大而减小,其关系可拟合为直线,拟合系数大于0.96,建立了直线关系表达式;渗透系数与时间的关系可拟合为指数模型,拟合系数为0.8,建立了指数模型表达式;得到了新鲜生活垃圾渗透系数的量级范围,量级范围在10~(-3)~10~(-2) cm/s之间。研究结果可为垃圾填埋场的渗流分析提供参考。     

降解对垃圾土压缩回弹特性的影响

采用人工配制的垃圾土样进行压缩回弹对比试验,通过对垃圾土中有机质含量和降解环境的控制,得到试样的压缩与回弹曲线,分析降解作用和有机质含量对垃圾土压缩及回弹特性的影响规律.结果表明,有机质含量越高,垃圾土的压缩性越强,回弹性也越强;有机质含量相同时,与抑制降解下垃圾土的压缩性相比,考虑降解时的垃圾土呈现更高压缩性,但表现出较小的回弹性.降解对垃圾土压缩的影响表现出前期影响大、后期影响较小的规律,这种变化与生化降解规律一致.建议分3段选取压缩系数:0～25、25～200和200～400 kPa,以全面描述垃圾土瞬时压缩、非线性压缩及线性压缩的能力.     

垃圾原状样的力学压缩性及其与填埋龄期的关系

为了获得不同填埋龄期垃圾的压缩指数,取用苏州市七子山填埋场的5个钻孔中不同深度处的垃圾原状样,选用其中31个代表不同填埋龄期的垃圾样,采用自制的力学压缩仪,测试了垃圾的主压缩指数,研究了垃圾的填埋龄期、组分和初始孔隙比等对压缩指数的影响.测试结果表明,经生物降解后,垃圾中可压缩组分（如有机质、塑料、纸类、木材和织物）质量分数随填埋龄期增加而降低;由于上覆压力作用,垃圾的初始孔隙比随填埋深度增加而降低;随着填埋深度增加,垃圾的主压缩指数从1.0降低到0.3,修正主压缩指数从0.3降低到0.1.修正主压缩指数随填埋龄期呈线性关系递减,该线性关系与初始孔隙比所处范围有关.所得到的垃圾压缩指数为垃圾堆体分层沉降计算提供了参数依据.     

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。     

北京地区简易垃圾填埋场特性

为了研究北京地区典型简易垃圾填埋场垃圾体的内部特征,在现场测定了垃圾体内部温度随深度的变化规律,并在室内测定了垃圾体的成分、含水率和有机质含量随深度的变化.结果表明:对于填埋深度较浅的垃圾场,垃圾体内部温度随填埋深度增加而降低,填埋深度较深的垃圾场,垃圾体内部温度则随填埋深度的增加而提高,但达到某一峰值后又呈逐渐下降的趋势;有机质随填埋深度增加而减小;含水量随着有机质质量分数的增加表现出逐渐增大的趋势.     

城市新鲜生活垃圾变形与强度的关联特性

为了研究新鲜生活垃圾压缩变形、抗剪强度的相关特性及其规律,参照杭州天子岭固体废弃物填埋场垃圾的主要成分,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实验仪器,对新鲜生活垃圾试样进行压缩变形、强度联合测定试验,得到压缩量、孔隙比、时间与竖向压力的关系曲线.试样的初始孔隙比为2.1,试验竖向压力为25、50、100、200 kPa,每级竖向压力的作用时间分别为0、0.25、0.5、1、2、6、12、24 h.结果表明,新鲜生活垃圾的强度与垃圾压缩变形有关,随着竖向压力及压缩应变的增大而增大;城市新鲜生活垃圾的强度特性符合库仑强度理论;获得了垃圾的压缩性指标及抗剪强度参数.垃圾的压缩系数为1.4 MPa-1,压缩指数为0.372,内摩擦角在24°到31°之间,内聚力在9到23 kPa之间.     

三门峡地区黄土状粉土静力学特性试验研究

以三门峡地区黄土状粉土为研究对象,通过控制重塑土样的干密度及含水率制备不同状态的试样,在非饱和土三轴仪上采用不排水试验法,对试样的静力学特性进行试验研究.试验结果表明:试样的基质吸力、水分状态及密度对土的力学性质有着重要影响,相同围压下土体破坏偏应力随着基质吸力的增大而升高;试样的黏聚力随含水率的增加而减小,且减小幅度在不同含水率区间有不同的变化规律;内摩擦角随含水率的增加呈现出先增加后减小的变化规律,并且其变化曲线出现双峰值点;试样的黏聚力及内摩擦角均随干密度的增加而增大,但不同的是黏聚力与干密度的关系曲线可用双曲线模型拟合,而内摩擦角与干密度的关系曲线呈现出非线性的变化规律.     

考虑生物降解的填埋场封场后沉降分析模型

探讨了生物降解在封场后填埋场沉降中的作用，揭示了填埋体组成及颗粒密度对填埋场沉降
的影响。提出了填埋场的最终降解沉降率取决于降解速率与填埋时间的乘积以及填埋体的可降解有机质的
体积分数，修正了填埋场封场后的沉降分析模型。提出了“限制拟合”的概念，改进了拟合填埋场沉降曲
线的方法，并利用沉降观测曲线进一步修正预测结果。利用提出的模型拟合了7个填埋场的13条沉降曲线
，结果表明该模型能够较好地估算填埋场的封场后沉降。     

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。     

药剂稳定化垃圾焚烧飞灰的工程特性测试研究

对南方某药剂稳定化飞灰填埋场的钻孔试样(5个龄期、3处埋深)开展室内土工特性测试,包括颗粒级配、相对密度、含水量、持水量、渗透系数、压缩特性、抗剪强度等.试验结果表明:稳定化飞灰的平均粒径为0.8~3.1mm,接近于粗砂或细砾;不均匀系数为4.56~10.33,曲率系数为0.32~0.43,属于级配不良;相对密度为1.68~2.56;含水量为16.6%~46.4%,持水量为23.9%~56.7%,具有吸水性能;渗透系数为9.1×10–5~4.5×10–3 cm/s,随着上覆应力的增大而减小;压缩系数为1.21~1.93 MPa–1,具有高压缩性;修正主压缩指数为0.13~0.18;内摩擦角为32.9°~34.2°,黏聚力为14.0~19.5 kPa,后者主要来源于稳定化飞灰的胶结特性;随着龄期的增长,稳定化飞灰的胶结结构逐渐弱化,导致稳定化飞灰的粒径和相对密度减小、持水量增大、渗透系数和抗剪强度降低.对比分析稳定化飞灰的工程特性与生活垃圾的差异,对稳定化飞灰填埋场的设计、运营和管理提出了相应的工程建议.     

药剂稳定化垃圾焚烧飞灰的工程特性测试研究

对南方某药剂稳定化飞灰填埋场的钻孔试样(5个龄期、3处埋深)开展室内土工特性测试,包括颗粒级配、相对密度、含水量、持水量、渗透系数、压缩特性、抗剪强度等.试验结果表明:稳定化飞灰的平均粒径为0.8~3.1mm,接近于粗砂或细砾;不均匀系数为4.56~10.33,曲率系数为0.32~0.43,属于级配不良;相对密度为1.68~2.56;含水量为16.6%~46.4%,持水量为23.9%~56.7%,具有吸水性能;渗透系数为9.1×10–5~4.5×10–3 cm/s,随着上覆应力的增大而减小;压缩系数为1.21~1.93 MPa–1,具有高压缩性;修正主压缩指数为0.13~0.18;内摩擦角为32.9°~34.2°,黏聚力为14.0~19.5 kPa,后者主要来源于稳定化飞灰的胶结特性;随着龄期的增长,稳定化飞灰的胶结结构逐渐弱化,导致稳定化飞灰的粒径和相对密度减小、持水量增大、渗透系数和抗剪强度降低.对比分析稳定化飞灰的工程特性与生活垃圾的差异,对稳定化飞灰填埋场的设计、运营和管理提出了相应的工程建议.     

城市生活垃圾填埋场稳定化评估

建立城市生活垃圾填埋场稳定化评价指标体系,包括垃圾降解、产气潜力释放以及堆体沉降稳定.基于填埋场降解-固结-溶质迁移耦合模型,提出取样测试与数值模拟结合的填埋场稳定化评估方法;将此方法应用于西安江村沟填埋场.结果表明,我国典型高厨余垃圾含量填埋场的稳定化过程分为3阶段.快速降解阶段:垃圾纤维素/木质素迅速下降,沉降明显;慢速降解阶段:垃圾水解及填埋气产生速率明显降低,沉降速率缓慢;达到稳定化阶段后,纤维素/木质素变化非常缓慢,大部分产气潜力完成释放,沉降基本完成.3个评价指标变化过程存在差异,降解稳定化指标是其中最主要的评价指标.根据分析结果建议运营管理中采用渗滤液回灌调节堆体降解环境以避免酸化抑制,稳定甲烷化阶段初期做好临时覆盖提高填埋气收集效率,封场作业应选择在沉降速率较低时进行.     

药剂稳定化垃圾焚烧飞灰的工程特性测试研究

对南方某药剂稳定化飞灰填埋场的钻孔试样（5个龄期、3处埋深）开展室内土工特性测试,包括颗粒级配、相对密度、水质量分数、持水量、渗透系数、压缩特性、抗剪强度等. 试验结果表明：稳定化飞灰的平均粒径为0.8~3.1 mm,接近于粗砂或细砾;不均匀系数为4.56~10.33,曲率系数为0.32~0.43,属于级配不良;相对密度为1.68~2.56;水质量分数为16.6%~46.4%,持水量为23.9%~56.7%,具有吸水性能;渗透系数为9.1×10^-5~4.5×10^-3 cm/s,随着上覆应力的增大而减小;压缩系数为1.21~1.93 MPa^-1,具有高压缩性;修正主压缩指数为0.13~0.18;内摩擦角为32.9°~34.2°,黏聚力为14.0~19.5 kPa,后者主要来源于稳定化飞灰的胶结特性;随着龄期的增长,稳定化飞灰的胶结结构逐渐弱化,导致稳定化飞灰的粒径和相对密度减小、持水量增大、渗透系数和抗剪强度降低. 对比分析稳定化飞灰的工程特性与生活垃圾的差异,对稳定化飞灰填埋场的设计、运营和管理提出了相应的工程建议.     

高温状态砂岩遇水冷却后力学行为研究

为研究遇水冷却温度对高温状态砂岩力学行为的影响,对处于自然状态和遇水冷却后的砂岩进行波速测试、单轴压缩试验以及试验全过程声发射信号监测.结果表明:试样密度衰减率K_ρ和波速衰减率K_v随着峰后遇水冷却温度的降低表现为先小幅度波动再逐渐减小的趋势;随着峰后遇水冷却温度的降低,试样在应力-应变曲线中表现出压密段变短,峰值应变减小的趋势;试样单轴抗压强度和弹性模量均随着峰后遇水冷却温度的降低而增大.最后,基于试样在高温炉内自然冷却所用时间的统计数据,拟合了试样在高温炉内自然冷却情况下实时温度与时间的关系式.     

水泥土桩应力测试方法与试验

通过水泥土强度试验及对埋设4种不同的应变测试载体水泥土试样在无侧限抗压时的应变测定,建立有侧限应力时水泥土应力与应变测试块应变的关系,得到测试水泥土桩桩身应力测试方法。对比试验结果表明：PVC管应变测试块所得数据离差小,对龄期的敏感性小,且7d龄期应变与28d龄期应变随水泥土应力增加而逾接近,可以应用于桩身应力测试。     

填埋体饱和渗透系数影响因素室内研究

将组分及物理指标一致的自制垃圾在适宜条件下进行加速降解,分别采用大尺寸三轴渗透试验和常水头渗透试验测试不同降解龄期自制垃圾在不同应力条件下的饱和渗透系数,对试验结果进行比较分析.研究孔隙比、降解龄期、有效应力、测试方法等因素对垃圾渗透性的影响,与成都、苏州填埋场现场取样测得的垃圾三轴渗透系数进行对比.试验结果表明,填埋体的压实和埋深对饱和渗透系数的影响较大,渗透系数的对数随孔隙比线性增长,渗透系数的倒数与有效应力线性相关.在相同孔隙比的前提下,渗透系数随降解龄期略有减小.采用不同测试方法对渗透试验结果的影响显著,三轴渗透试验的渗透性结果明显低于常水头试验结果.自制降解垃圾的三轴渗透性与现场取样的试验结果相符,能够用于实际工程的设计和评估.     

早龄期混凝土力学性能试验及其单轴本构模型

为了研究早龄期混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、静力受压弹性模量以及单轴受压应力应变曲线的规律,进行了系统的加载试验和试验数据分析.总结了早龄期阶段力学指标随龄期的变化规律以及与立方体抗压强度之间的换算关系,通过拟合相关参数,提出了分段式的受压应力应变全曲线拟合公式,拟合结果与试验数据吻合较好.试验结果表明,早龄期C40混凝土的强度和弹性模量随着龄期非线性增长,7 d是增长变化的分界时点;随着龄期的增长,峰值应变减少,脆性变大;早龄期C40混凝土的单轴受压应力应变曲线与充分养护龄期混凝土形状相似.     

泡沫混凝土的单轴抗压力学特性研究

制备了3种不同密度的泡沫混凝土,在4种龄期阶段对不同密度的泡沫混凝土的压缩力学性能进行了测试.研究了龄期、密度对泡沫混凝土单轴受压的应力-应变曲线的影响,在此基础上提出了考虑龄期、密度影响下的泡沫混凝土单轴抗压应力-应变关系表达式.表达式均采用多项式,最高次为4次.研究结果表明:在单轴压缩下泡沫混凝土的峰值应力随龄期的增加而增大,密度大的峰值应力增长速率要高,尤其在低龄期时最为明显,但泡沫混凝土随着龄期的增加,峰值应力增长速率是降低的;密度为400～800 kg/m3的泡沫混凝土龄期从3～28 d峰值应力增加了2倍左右,范围在0.2～3.5 MPa之间.     

两种不同大理岩SHPB动态劈裂实验

利用SHPB试验系统,结合高速摄影技术,研究了冬瓜山铜矿深部采集的两种不同大理岩在动态劈裂下的应变率和强度、破坏应变之间的关系。实验数据表明,应变率对试样抗拉强度的影响较为显著,两种大理岩的动态抗拉强度随着应变率的增加而增大;灰色大理岩当应变率小于50s-1时,随着应变率的增加,动态拉伸强度敏感系数变化较大,当应变率大于50s-1时,动态拉伸强度敏感系数则变化不大,而白色大理岩则是在应变率大于120s-1后;随着应变率的增加,试样的破坏应变也随之增加。