湿润气候区带膨润土垫ET封顶的性能分析

ET(evapotranspiration,腾发)封顶目前主要用于少雨地区的填埋场,本文考虑1500mm的年降雨量,分析一种加膨润土垫(GCL)的新型土工复合ET封顶在湿润地区的工作性能。建立渗流-腾发耦合模型,计算此新型ET封顶和典型单层土ET封顶的地表径流量、地表蒸发量、植被蒸腾量、最终透水量,对比分析两种ET封顶内的水分运移规律及其工作性能。结果表明:新型ET封顶产生的地表径流总量多于典型单层土ET封顶;新型ET封顶通过膨润土垫的低渗透性使上部土层能够储存更多的水分用于后期腾发,其腾发量大于典型单层土ET封顶,尤其是在降雨高峰期更为明显;在该地区,总厚度1.2m的典型单层土ET封顶并不能有效阻止水分渗透到填埋场中,而新型ET封顶能够满足设计要求。     

垃圾填埋场边坡稳定可靠度分析

 高度非均质是垃圾土最突出的性质,其物理力学参数在时间和空间上均具有很大的变异性。基于现场取样进行室内测试,对垃圾土重度和抗剪强度参数的变异规律和概率特性进行研究,按分层概率特性和总体概率特性生成随机参数,采用蒙特卡罗法分析填埋边坡可靠度。研究结果表明,随埋深增加垃圾土有效黏聚力减小,有效内摩擦角增加,二者呈负相关特性,但在各个分层中,可认为二者彼此独立;按分层概率特性进行可靠度分析所得安全系数标准差较小,按总体概率特性进行分析标准差较大,前者分析结果更加准确可靠,说明对于高度非均质的垃圾土,为进行填埋边坡可靠度分析,首先必须研究和掌握其参数的变异规律和概率特性。     

黄土覆盖层水–气耦合运移土柱试验及数值模拟

基于水分储存与释放机理的土质覆盖层在干旱和半干旱地区垃圾填埋场具有较好的应用前景。前人研究土质覆盖层大多侧重于其雨水存储及防渗性能,忽略了填埋气在覆盖层中的运移及其影响。通过在黄土土柱底部通入甲烷和二氧化碳等比例混合气体模拟填埋气在覆盖层运移,在土柱顶部施加3 cm常水头模拟雨水入渗对黄土覆盖层中气压分布以及各气体组分分布的影响。基于试验结果,利用商业软件Geo-Studio中的Air/W模块对黄土覆盖层水–气耦合运移进行了数值模拟与分析。研究结果表明:模拟雨水入渗降低了上层黄土的导气系数,导致土柱中气压显著增加,呈现出先增加至"突破值"然后回落至"稳定值";气压"突破值"约等于上部土体进气值;数值模拟能较好地模拟水分入渗过程并捕捉到气压变化趋势,但由于其无法模拟多组分填埋气在土柱中的复杂物理过程,导致气压的模拟结果与实测值存在差距。本文为更准确模拟分析土质覆盖层中水与填埋气耦合运移过程提供了一些建议。     

排水竖井在垃圾填埋场滑移治理中的应用及效果分析

垃圾填埋场滑移会造成严重的人员财产损失和环境污染,填埋场稳定控制和滑移的治理方法较为缺乏。在国内某失稳填埋场开展竖井排水滑移治理试验,监测治理前后的表面位移、深层位移、渗滤液水位和渗滤液导排量,评估滑移治理效果。并进一步利用Geo-Studio软件评估排水竖井不同导排时间、导排流量及布置方式时的稳定控制效果。结果表明:排水竖井使用后,填埋场最大滑移面积从监测总面积的68%降为17%,深层平均滑移速率从2.43 mm/d降为0.95 mm/d;10口排水竖井的最大导排流量279 m~3/d,平均导排流量为164 m~3/d;模拟分析表明,排水竖井工作时间越长,导排流量越大,堆体越快趋于稳定;在相同导排总量的条件下,布置3排竖井滑移治理效果优于布置1排和2排的效果,当布置2排时,排间距为10 m的效果优于排间距为20 m的效果。排水竖井滑移治理和稳定控制应用效果较好,可为填埋场堆体稳定控制提供参考。     

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。