考虑气固耦合填埋场沉降数学模型

为研究城市生活垃圾填埋场孔隙气压对沉降的影响程度，把填埋场简化为非稳定单向气体渗流场，采用Gibson和Lo一维压缩模型及U．S．EPA Landgem产气方程，结合达西定律、气体状态方程、有效应力原理和多孔介质流体动力学理论，建立了考虑气固耦合的填埋场沉降计算模型。填埋场的沉降按封场前和封场后2个阶段分别计算，封场前填埋场接受垃圾，堆填压力增加，而封场后的堆填压力保持不变。运用差分法求解的结果表明，填埋场垃圾体内孔隙气压与深度、时间和透气率等因素有关。封场前，气压随深度和时间的增加而增加：封场后，气压随时间逐渐消散。高透气率的填埋场有较高的气体消散速率。封场前气压的增加减小了填埋场沉降速率，从而导致填埋场的容量减少。提出在填埋场沉降计算和边坡稳定分析时考虑气压影响的必要性。     

城市生活垃圾填埋场固液气耦合一维固结模型

建立了一维固、液、气三相耦合的大孔隙垃圾固结数学模型。把垃圾视为大孔隙介质,假定基质吸力等于0,即孔隙气压等于孔隙液压,把填埋场简化为非稳定单向渗流场。模型中采用了Gibson和Lo一维压缩流变模型及Landgem产气方程,结合了达西定律、气体状态方程、有效应力原理和多孔介质流体动力学理论。填埋场的沉降按封场前和封场后两个阶段分别计算,封场前填埋场接受垃圾,导致堆载压力增加,而封场后的填埋场堆载压力保持不变。垃圾堆填时产生的超孔隙压力按Hilf分析法计算。运用差分法对固、气耦合问题进行了数值求解。计算结果表明:气压随深度增加而增大,透气率大的填埋场其气压消散速率快。在堆填期,气压随时间增加而增大;封场后,气压逐渐消散。气压增加,导致填埋场沉降速率和容量减小。     

垃圾填埋渗滤液中COD浓度的预测模型

在对垃圾填埋场中有机物的溶出、降解规律分析的基础上，建立了预测渗滤液中COD浓度的数学模型，并通过试验得出了模型中的参数。利用该模型并结合娄底市界木冲垃圾填埋场的垃圾填埋方案，预测出了界木冲垃圾填埋场在封场前、后渗滤液中的COD浓度变化情况。     

适宜降解条件下填埋场的沉降模型及案例分析

填埋场的沉降和容量分析对其填埋期及封场后的运营有着重要意义。综合比较了不同的填埋场沉降分析模型,总结了各种填埋体压缩试验和现场沉降监测结果。如果生物降解被抑制,蠕变引起的压缩量相对较小,大部分力学压缩将在较短时间内完成;完善并改进了生物降解压缩模型,并通过案例分析与现场孔隙比沿深度的变化进行了比较。该模型能用于描述常压力下的试样压缩,也能分析分层堆填填埋场的容量分析和封场后沉降,尤其适用于降解条件适宜的情况。模型中采用的参数可以通过压缩试验或反分析沉降资料的方法获得。通过案例分析发现,改善填埋期间填埋体的降解条件能够有效地提高填埋场的容量,减少封场后沉降的潜力。如果不考虑填埋过程、填埋高度、初始有机质含量、填埋场降解条件,即使有了一定的沉降观测资料,单纯采用经验公式去分析封场后沉降也并不合理。     

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。     

城市生活垃圾填埋场沉降分析与计算

城市生活垃圾填埋场无论在填埋过程中还是封顶后都会产生显著的沉降.填埋场的沉降一方面可以增加场区的垃圾消纳量,另一方面将对填埋场的维护和场地再利用产生不利影响.垃圾填埋体的沉降受垃圾土的自重压缩和有机质降解的综合影响.本文从分析填埋场沉降机理人手,提出填埋体的沉降由主沉降、次沉降和有机物分解沉降三部分组成,并给出了沉降估算公式;结合工程实例分析了填埋体的沉降过程,计算表明,一座设计容量为472万m3,设计填埋高度73m的填埋场的扩容率可达97%;封顶后的最终沉降约为填埋高度的10%.文中提出了实行分区填埋、分层压实和加速有机物分解等控制填埋场沉降的建议.     

垃圾土的复合沉降模型研究

垃圾土的沉降包括荷载作用后发生的瞬时沉降、物理蠕变和生化降解3部分。但实际上，物理蠕变和生化降解在整个垃圾土的沉降过程中很难准确区分。因此，本文提出一种新的复合沉降模型，认为整个垃圾土的沉降可以分为2部分，第1部分为由于应力作用产生的瞬时沉降，第2部分综合考虑了垃圾土中的蠕变和生化降解，这里称为长期沉降。根据对自行设计的室内沉降试验装置中各观测点沉降值的非线性回归分析，得到复合沉降模型中的各参数值，并用各观测点参数的平均值得出模型计算值。结果表明，计算值与观测值吻合较好。     

考虑垃圾体成层性的渗滤液回灌运移规律

渗滤液回灌不仅能处理渗滤液、节约费用和保护环境,而且加速了填埋场稳定化,增加了产气率。以上海某填埋场四期工程为计算模型,本文考虑垃圾土沉降导致的成层性,运用SEEP/W有限元软件模拟渗滤液喷洒回灌。垃圾土在自重作用下会产生较大的沉降变形,导致垃圾土的孔隙率随深度变化,残余含水量、饱和含水量及饱和渗透系数也随之变化。在数值模拟中,以VGM(van-Genuchten-Mualem)函数描述垃圾土渗透系数与基质吸力关系,以流量边界模拟填埋场顶部、底部的渗滤液回灌和导排,分析了回灌过程中渗滤液的饱和-非饱和渗流情况,进而探讨了垃圾土成层性、回灌强度和排水流量对渗滤液运移规律的影响。     

垃圾填埋场的沉降分析、计算及灰色模型预测

分析了垃圾场的沉降原理,并给出计算方法,应用灰色系统理论,对沉降实际数据进行处理,建立灰色动态GM模型,作出对填埋过程中和封顶后的沉降预测。这对解决城市垃圾填埋场的沉降问题提高垃圾场的潜在处理能力、增加填埋场的有效存贮容量有着十分重大的意义。     

填埋场封场后的次沉降计算

探讨了封场后填埋场的沉降机理以及填埋体中有机质的降解规律,提出了在分析填埋场封场后的沉降时应单独考虑由于填埋体降解引起的体积减少的观点。提出了分析有机质降解引起的沉降的理论模型,并利用该模型解释了实测中出现的在次压缩后期沉降对数曲线斜率增大的现象。在理想条件下,填埋场的降解沉降为最终降解沉降和一衰减项的乘积。填埋场的最终降解沉降率取决于填埋体的可降解有机质含量和一无量纲数M,其物理含义为降解速率与填埋时间的乘积;而衰减项则是填埋体降解速率和时间的函数。     

武汉市垃圾卫生填埋场沉降计算及意义

生活垃圾卫生填埋场的沉降是目前卫生填埋法所涉及的主要的岩土工程问题之一。深人开展生活垃城,卫生填埋场沉降特性的研究意义重大。选取武汉市的一处卫生填埋场,研究了填埋过程中和填埋场封顶后垃圾土的长期沉降变形,结果表明填埋沉降百分率高达100％左右。     

设垃圾坝卫生填埋场平移破坏的统一分析模型

 针对设垃圾坝卫生填埋场沿填埋场侧壁、底部及垃圾坝背部和沿填埋场侧壁、底部及垃圾坝底部这2种平移破坏模式,提出平移破坏的统一分析模型。该模型将滑移体分为主动、中间和被动3个楔体,通过对各个楔体的极限平衡分析,建立方程计算填埋场平移破坏安全系数。通过算例分析平均安全系数和真实安全系数的最大相对误差以及楔体间安全系数和整体安全系数的关系,并与未设垃圾坝和设垃圾坝,但只考虑单一破坏模式分析模型的计算结果进行比较,说明统一分析模型的正确性、可行性与兼容性。该模型既能考虑垃圾坝断面形状、垃圾坝背部与垃圾体作用力方向和复合衬垫系统界面的黏聚力等因素对平移破坏的影响,克服了有些模型对这些条件的限制;也能用于不设垃圾坝填埋场平移破坏分析。根据设垃圾坝填埋场平移破坏分析结果,还可对垃圾坝断面进行优化设计。     

城市垃圾卫生填埋场垂直防渗技术

针对城市垃圾卫生填埋场渗滤液成分复杂、浓度高、污染性强的特点，分析了在卫生填埋场构筑防渗系统的功能要求，根据粘土固化浆液的组成特征和固化机理，研究了粘土固化注浆帷幕对渗滤液的抗渗性能和对污染物质的吸附特性，结合粘土固化注浆帷幕在卫生填埋场防渗工程中的应用实例，从施工质量检测、防渗效果监测和技术经济角度，证明了这种垂直防渗技术应用在垃圾填埋场的可靠性和经济性。     

金口垃圾填埋场内大型建筑物地基基础及安全性研究

金口垃圾填埋场内拟建一大型垃圾中转站，该垃圾填埋场还没有达到稳定性化，必然对建筑物地基基础结构及安全性有很大影响。通过垃圾土的室内土工试验、现场平板载荷试验以及边坡反分析，对垃圾土的压缩特性、承载特性以及抗剪强度进行了研究，得出了场内垃圾土是一种含有可降解有机质和大量纤维成分的疏松的无粘性的特殊软土，具有高压缩性、不均匀沉降特性、抗剪强度较高和承载能力较高等工程力学特性。对建筑物的基础进行选型分析，提出主体工程宜采用大直径钻孔灌注桩基础，配套工程宜采用能承受较大变形和不均匀沉降影响的筏板基础，而上部结构宜采用框架结构。根据经验公式，计算垃圾土的负摩阻力后，提出基桩设计时应考虑负摩阻力对基桩承载力的影响。通过化学测试及调研，得出垃圾土具有中腐蚀性，渗滤液具有强腐蚀性，提出桩基础必须采取三级防护措施。垃圾渗滤液中含有污染物质种类多且浓度高，分析了在基桩施工过程中渗滤液对地下水的污染途径，提出包括全护简支护、膨润土泥浆护壁以及减少钻孔成孔至灌注混凝土的间隔时间等控制污染的主要措施，经理论计算分析，这些措施能有效降低渗滤液对地下水的污染程度。对填埋场气体进行分析，填埋场内已含有大量有害气体，且仍处于产气高峰期，提出施工前必须强行排气，进行了特殊的覆盖层设计，以保证工作人员及建筑物的安全。     

寒冷地区垃圾渗滤液的回灌处理

在哈尔滨某地建立了室外模拟垃圾填埋场，进行了渗滤液回灌与不回灌的跟踪监测研究。结果表明：回灌能减量87．05％的渗滤液，明显改善渗滤液水质(显著降低COD、SS、NH4^ -N浓度，提高pH值)，降低渗滤液处理难度。     

分层堆填条件下填埋场沉降计算及实例分析

分别采用Sowers模型、Marques模型及应力降解模型编制了填埋场容量及沉降计算程序,模拟分析了分层堆填条件下填埋场的堆填及沉降过程。根据上海老港封顶系统的部分实测沉降数据拟合了这3种沉降计算模型的参数。通过比较发现Sowers模型计算参数简单但模拟结果较为粗略,Marques模型和应力降解模型结果相近,相对而言应力降解模型参数少并容易确定。采用应力降解模型及相应的拟合参数计算了老港填埋场剖面的顶部整体沉降并和实测数据以及中间层沉降计算数据进行了对比分析。除了一些受施工影响较大的区域,该模型及沉降计算方法能较好地模拟填埋场的顶部的沉降过程。计算表明填埋场沉降和不均匀沉降的最大值均可能出现在堆体内部而不是堆体表面,因此必要时堆体内部构筑物设计时应进行沉降和不均匀沉降验算。     

固体废弃物填埋场建设中的环境岩土工程问题

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.环境岩土工程是岩土工程与环境科学密切结合的一门新学科,它主要应用岩土工程的观点、技术和方法,为治理和保护环境服务.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五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,并提出了相应建议,展望了研究方向.     

城市垃圾填埋技术及发展动向

介绍了三种城市垃圾处理的方法及其存在的问题,对三种垃圾处理方法进行了分析比较,指出垃圾填埋技术具有技术可靠、管理水平要求不高、适用范围广等特点,并探讨了垃圾填埋技术的适用范围、优越性及发展动向.