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(wù)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(jī)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(jī)物的含量有關(guān)，大多分布在2.0-2.4之間；有機(jī)物含量大多分布在20％-40％之間；孔隙比與深度的關(guān)系為一條直線，根據(jù)天然密度與深度的相關(guān)關(guān)系，得到了現(xiàn)場生活垃圾的孔隙比與自重應(yīng)力的關(guān)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(jié)不排水及固結(jié)不排水試驗結(jié)果表明，生活垃圾的應(yīng)力-應(yīng)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(shè)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(jié)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(yīng)變的比值與壓縮時間的關(guān)系為一條直線，因此，生活垃圾的壓縮應(yīng)變與壓縮時間的關(guān)系符合雙曲線函數(shù)。當(dāng)壓縮時間趨于無窮大時，壓縮應(yīng)變趨于極限壓縮應(yīng)變。垃圾的24h壓縮應(yīng)變與極限壓縮應(yīng)變相差不大，可以近似用24h壓縮應(yīng)變代替極限壓縮應(yīng)變。當(dāng)壓力超過50kPa時，垃圾的極限壓縮應(yīng)變與壓力的對數(shù)具有直線關(guān)系。根據(jù)垃圾的壓縮試驗結(jié)果，進(jìn)一步解釋了垃圾的力學(xué)壓縮機(jī)理，制定了垃圾壓縮試驗的24h穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，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(jié)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(jié)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(guān)系可近似為直線關(guān)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(jī)物含量的現(xiàn)場實測結(jié)果，研究了有機(jī)物的降解規(guī)律，有機(jī)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(jī)物的降解過程中保持不變的前提，采用土力學(xué)的基本原理，推導(dǎo)出了有機(jī)物的降解沉降新模型，該模型僅與有機(jī)物的含量有關(guān)，提出了垃圾填埋場考慮有機(jī)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(yīng)力壓縮計算方法；利用本課題組編制的程序，采用Duncan-Chang模