城市生活垃圾的壓縮性及填埋場的沉降研究.pdf

1、城市生活垃圾是人們在日常生活中或為城市日常生活提供服務的活動中產(chǎn)生的固體廢物。近幾年來，城市生活垃圾的處理一直是環(huán)境巖土工程的熱門課題。國外自60年代就已開始研究城市生活垃圾的填埋課題，我國自90年代中期開始用巖土工程的方法研究生活垃圾的填埋問題。 本文首先采用國內(nèi)傳統(tǒng)的土工儀器，研究了城市生活垃圾填埋場中生活垃圾的基本土工參數(shù)如天然密度、比重、含水量、孔隙比、有機物含量、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角及其分布規(guī)律。研究表明：天然密度大多分

2、布在0.9-1.2t/m3之間；含水量的變化范圍較大，一般分布在40％-100％之間；比重的大小與生活垃圾中有機物的含量有關，大多分布在2.0-2.4之間；有機物含量大多分布在20％-40％之間；孔隙比與深度的關系為一條直線，根據(jù)天然密度與深度的相關關系，得到了現(xiàn)場生活垃圾的孔隙比與自重應力的關系曲線，從而得到了現(xiàn)場生活垃圾的壓縮系數(shù)及壓縮模量的變化范圍；生活垃圾的小試樣三軸不固結不排水及固結不排水試驗結果表明，生活垃圾的應力-應變曲線

3、可以近似為雙曲線。 然后本文研制了城市生活垃圾專用壓縮儀器(BHMSW-2035型)，該儀器最大行程30cm，最大承受1600kPa的壓力，壓縮筒高度為35cm，內(nèi)直徑19cm，筒的周圍加二道鋼箍，筒的底部設有4個排水孔，可以排出垃圾的滲濾水。采用該儀器，研究了垃圾的壓縮性及其壓縮規(guī)律性。單級恒定荷載的長期試驗結果表明：24h前，壓縮速率變化較大，24h后，壓縮曲線趨于平緩；24h的壓縮量約占90天總壓縮量的90％。試驗研究還

4、表明：壓縮時間和壓縮應變的比值與壓縮時間的關系為一條直線，因此，生活垃圾的壓縮應變與壓縮時間的關系符合雙曲線函數(shù)。當壓縮時間趨于無窮大時，壓縮應變趨于極限壓縮應變。垃圾的24h壓縮應變與極限壓縮應變相差不大，可以近似用24h壓縮應變代替極限壓縮應變。當壓力超過50kPa時，垃圾的極限壓縮應變與壓力的對數(shù)具有直線關系。根據(jù)垃圾的壓縮試驗結果，進一步解釋了垃圾的力學壓縮機理，制定了垃圾壓縮試驗的24h穩(wěn)定標準，建議了垃圾室內(nèi)壓縮試驗的方法。

5、 根據(jù)垃圾的大型三軸試驗計算結果，分析了鄧肯-張模型參數(shù)的確定方法，得到了生活垃圾的鄧肯-張模型參數(shù)。利用單向壓縮試驗及直接剪切試驗結果，提出了生活垃圾鄧肯-張模型參數(shù)的簡化計算方法，得到了垃圾的鄧肯-張模型參數(shù)。參數(shù)K隨著初始孔隙比的增大而減小，可以用直線來擬合；參數(shù)n隨初始孔隙比的變化不大，一般在1.05左右；參數(shù)G在0.3～0.4之間，其與初始孔隙比的關系可近似為直線關系；參數(shù)F在0～0.1之間，也可以用直線來模擬。

6、 根據(jù)垃圾填埋場有機物含量的現(xiàn)場實測結果，研究了有機物的降解規(guī)律，有機物的含量隨時間呈e指數(shù)衰減，降解速率為0.095/年；基于垃圾的干密度在有機物的降解過程中保持不變的前提，采用土力學的基本原理，推導出了有機物的降解沉降新模型，該模型僅與有機物的含量有關，提出了垃圾填埋場考慮有機物降解的庫容計算式。 根據(jù)垃圾填埋分層填筑的特點，提出了生活垃圾的一維應力壓縮計算方法；利用本課題組編制的程序，采用Duncan-Chang模