垃圾土的工程性质研究

垃圾土的工程性质研究

严树[1]2004年在《垃圾土的工程性质研究》文中提出随着经济的迅猛发展,城市生活垃圾的产生量急剧增加,建立大型城市生活垃圾卫生填埋场是解决城市生活垃圾的主要途径。同时,如何充分发挥已建填埋场的功能和对已封场填埋场土地再利用问题已日益引起人们关注。本文结合武汉地区的实践情况,通过室内土工试验、原位测试和理论分析叁种途径,系统地研究了垃圾土的工程性质及沉降,将武汉市的垃圾土与其它地区的垃圾土性质做了较为全面地对比分析和探讨。在对垃圾土工程性质进行研究的基础上,建立了在考虑垃圾土中有机物降解时垃圾土沉降新的计算方法,评介了垃圾场的稳定化状态,提出了加速垃圾填埋场稳定化的措施。首先通过对垃圾土的物理、力学、化学、生物的试验结果的分析,得到了垃圾土基本成分的变化规律。并总结了垃圾土中有机物降解的规律。使用土工试验方法,对垃圾土的基本性质指标进行了研究,包括容重、含水量、比重、有机物含量、渗透系数、压缩性和剪切强度等性质指标。采用静载试验对垃圾土的压缩变形特性做了较为全面的研究工作。尤其对纤维成分对垃圾土变形性质的影响做了深入分析。引入了复合材料模型,阐述了纤维成分的加筋效应的观点,是本文的一大特色。由于迄今为止还没有分析垃圾土沉降的合理模型,本文在对垃圾土工程性质进行研究的基础上,从分析垃圾土沉降机理人手,全面考虑垃圾土中有机物降解对其沉降的影响,建立了计算填埋体沉降的新方法。最后本文对填埋场的稳定化进程进行了研究,提出了加速填埋场稳定化进程的措施。

孟云伟, 汪洋[2]2006年在《垃圾土的工程性质研究现状》文中认为针对垃圾土研究的现状,对垃圾土的工程性质进行了较为全面的论述,主要包括沉降特性、抗剪强度参数和渗透特性这几个实际工程中最关心的3个方面;指出了沉降模型使用中参数选取的不足之处、抗剪强度参数c、φ随时间变化会有所变化等,给出了进一步研究的建议.

岳强[3]2010年在《垃圾填埋场中渗滤液运移数值分析》文中进行了进一步梳理现代卫生填埋场受降雨入渗与垃圾含水量影响,可产生一定量的渗滤液,为防止渗滤液在填埋场内大量积存,需要依据填埋场规模、气象条件等预估渗滤液产量,设计相应的导排系统将其导入渗滤液收集池或污水处理厂进行处理。因此,对特定导排系统,分析与研究渗滤液随时间变化规律,对于评估渗滤液导排系统有效性与可靠性具有重要的理论价值与广阔工程应用前景。在考虑降雨条件下,本文依据渗流理论,建立了垃圾土的渗流方程,采用数值方法计算与分析垃圾土中的非稳态渗流场变化过程,主要开展以下研究工作。1基于质量守恒与Darcy定律,建立了垃圾土中的饱和-非饱和渗流计算模型。依据文献资料,采用Brooks-Corey模型,通过参数拟合,分别给出处于填埋场不同层中垃圾土的土-水特征曲线与非饱和渗透系数曲线。2依据所建立的一维非饱和渗流计算模型,在考虑降雨入渗与自由排水边界条件下,计算与分析填埋场中不同深度处垃圾土的饱和度随时间变化过程。通过变动初始吸力分布与降雨强度参数,探讨与分析非饱和渗流过程的影响因素。之后又建立了渗透具有各向异性的垃圾土降雨入渗的计算模型,模拟计算了一定时间内的降雨入渗,分析了水分运动的特性。3针对垃圾填埋场分层填筑的实际情况,建立了包含有叁层垃圾土、两层覆盖层、底部排水系统的二维的渗流计算模型。在计算模型中分别考虑垃圾土的各向异性与降雨条件。在一定降雨条件下,采用数值方法,计算与分析了垃圾堆体中渗流场随时间变化规律;垃圾土与覆盖层中的孔压随时间变化特性;浸润线的变化发展过程;对比分析了垃圾土的各向同性和各向异性对垃圾堆体渗流场的影响。

夏长华[4]2008年在《深厚杂填土地基处理应用研究》文中进行了进一步梳理随着城市的发展,需要在杂填土上建设各种建筑物或修筑公路、铁路等基础设施。同时人们的环保意识也逐步提高,在进行各种建设时须处理好地基处理与环保的关系。因此研究杂填土特别是深厚杂填土地基处理技术是很有必要的。杂填土的工程性质包括:重度、含水量、孔隙率、渗透系数、剪切强度和压缩性。影响杂填土性质的因素:堆积年限、填料及其组合性质、密实程度、地下水的侵蚀和下卧层岩性。在选择杂填土处理方法时应考虑杂填土场地性质不均、厚度变化大,强度低,压缩性大并有较强湿陷性、自重压密性,以及渗滤液污染土体和地下水,H2S等毒气、毒液、毒物和富集沼气对人的危害,对桩产生的负摩擦力等问题进行分析与择定,表明重锤夯扩挤密法较适宜于处理深厚杂填土。重锤夯扩挤密法能就地取材,造价低,具有绿色工程的特点;具有高动能和强挤密效应,均匀性好,地基承载力提高显着;在分层土中桩体呈串珠状,桩与桩间土呈“咬合”和“抱紧”的现象。重锤夯扩挤密法的宏观加固机理是采用高压夯击和动态冲、砸、挤压的强力压实和挤密作用,不仅使桩体十分密实,而且使桩周土受到侧向强力挤密应力,成桩后应力释放对桩体产生很大的侧向约束“抱紧”作用,使桩体具有刚、柔性桩的特点。对于分层地基或软硬不均土层,桩体在施工挤密过程中会形成串珠体,有利于桩与桩侧土的紧密“咬合”增大了侧壁摩阻力。微观加固机理是在冲击力的作用下土的结构发生持续的“聚合作用”,在土体中出现由较小的土粒沿大颗粒环向平行排列而形成的旋涡状结构,使土体的工程力学性质得到改善。土体密实由叁部分组成:(1)巨大的冲击力使颗粒的“架空”结构被破坏,使孔隙体积减少;(2)在巨大的冲击力作用下,填土颗粒被剪切、破碎而互相填充、挤密,使土石体更加密实、结构更加稳定;(3)杂填土中的骨架颗粒的弹性变形引起的体积压缩。处理后的桩与桩间土形成一个密实整体,形成的复合地基不仅刚度均匀,而且承载性状显着改善。用ANSYS模型对渣土桩处理杂填土地基的处理效果进行计算分析,ANSYS模型可以较好地反映夯击时土体的位移情况,与实测结果及经验值较为一致。结合北京动车段杂填土场地渣土桩、注浆和复合载体桩处理方法的室内试验和现场测试,表明经渣土桩处理后地基承载力和沉降满足设计要求。对整个场地分区域采用覆盖和放空排气两种处理技术,能有效控制场地产生的气体。

冯国建[5]2010年在《城市生活垃圾填埋场降解及沉降模型研究》文中研究指明随着国家城市化进程的加快和居民生活消费水平的提高,城市生活垃圾的增长速度十分迅速。结合我国国情,我国目前主要采用卫生填埋的方式对这些垃圾进行处理。在城市生活垃圾填埋过程中,由于有机物的降解以及上覆荷载的共同作用,城市生活垃圾填埋场会发生沉降变形,由此会对填埋场的设计、建设、运营以及开发利用造成一定影响,因此,必须对沉降问题予以足够重视。本文针对这一问题,主要进行如下研究工作:(1)垃圾土工程性质研究垃圾土工程性质的选用对填埋场设计、填埋单元的寿命及建设周期会产生很大影响。在广泛收集垃圾土工程性质研究资料的基础上,结合重庆市地理条件、经济发展水平、居民消费水平及气候条件,对重庆市城市生活垃圾的处理方式、产生情况、影响因素、工程性质和化学性质进行研究。(2)有机物降解影响因素试验研究根据重庆市城市生活垃圾的工程性质及组成特点,为避免现场取样的不均匀性及随机性,自配试样进行有机物降解试验研究。试验从试样质量变化的角度出发,根据试验时间及试样的质量变化描述试样的降解过程。在试验中,主要研究含水量、有机物颗粒尺寸及不同组分这叁方面因素对降解的影响。通过试验,得到试样的质量变化模型及降解率模型。(3)有机物产气速率模型研究针对Scholl Canyon模型的不足以及我国城市生活垃圾产气速率衰减较快的特征,在假定条件下,依据有机物降解试验,分析试样质量减小的原因,结合降解过程中的反应方程式,采用分段函数的方法,在考虑了产气峰值之前的产气速率的情况下,建立有机物产气速率模型。(4)降解沉降模型研究在前人研究的基础上,从垃圾土内无机物的质量不发生变化这一角度出发,在考虑垃圾土降解率及密度变化的情况下,围绕垃圾土的密度、质量与体积叁者关系,推导垃圾土一维降解沉降模型。该模型考虑了降解前后垃圾土的密度变化这一因素,揭示了降解沉降量与初始时刻垃圾土内有机物的体积百分含量、降解率以及初始高度这叁者的关系。(5)耦合沉降模型研究假定城市生活垃圾填埋场为弹性体以及填埋气体和垃圾土骨架之间不存在热量交换,在不考虑流源和热源的情况下,根据饱和多孔介质的应力场方程、渗流场方程和温度场方程,进行一维情况下流-固-热耦合作用下的沉降模型研究,对该模型进行傅立叶变换及逆变换进行解析解求解,得到填埋场内部温度、孔压和变形的表达式。

张艳[6]2013年在《垃圾土环境中深基坑工程开挖难点与措施研究》文中研究指明青岛北客站工程选址为老填海垃圾填埋场,对老垃圾填埋场占地重新利用、进行地下工程建设,在国内尚属首例,国际上也不多见。其地下基坑开挖部分地层环境包括2~3m的建筑垃圾和5~12m的生活垃圾,实践证明在垃圾土环境中进行地下工程建设存在诸多的问题。本文在总结了垃圾土地层中基坑设计与开挖阶段特点的基础上,分析问题存在的原因,并提出了相关解决措施,主要研究内容包括以下四个部分:(1)填埋场垃圾土物理力学性质试验:借鉴国内外研究垃圾土物理力学性质的试验方法,采用试验手段测试该填埋场4m、8m、12m垃圾土层物理力学性质,并结合现场实测数据,给出该填埋场中垃圾土的抗剪强度指标建议值;(2)垃圾土钻孔灌注桩成桩塌孔扩径原因分析与解决措施:在垃圾土物理力学性质试验的基础上,采用数值模型试验的方法,对钻孔灌注桩塌孔问题成因进行了讨论,同时,结合现场的资料调查和整理,总结了造成垃圾土孔壁塌孔的主要原因,并提出了合理的施工措施;(3)垃圾土地层土压力时空变化特点研究:结合现场土压力实测数据,分析了垃圾土土压力时空变化,即垃圾土环境中基坑开挖支护过程中的围护结构的受力变化,同时,结合工程中叁种围护结构形式,分析了在垃圾土层开挖过程中作用在叁种不同围护结构上的土压力分布特点,并探讨了垃圾土的开挖特性;(4)基于实测数据的垃圾土中围护结构受力变形特点和垃圾土开挖特性研究:结合现场变形与应力实测数据,从围护结构变形、支撑轴力、地表变形规律入手,分析垃圾土中围护结构变形特点与土体变形特点,并比较了叁种围护结构条件下的实测数据。并结合数值分析软件,对柔性支撑体系、双排桩两种不同支护形式下的垃圾土层开挖过程中的变形进行了数值计算分析,重点研究垃圾土层开挖过程中的基坑变形,给出了合理计算模型及垃圾土开挖参数;随着经济的发展,用地日益紧张,老垃圾填埋场改建工程势必会越来越多的出现,同时,为更合理利用空间,地下工程建设更是如火如荼的发展,本文以工程实测为研究依托,研究了垃圾填埋场中深基坑工程建设中存在的问题与难点,为今后类似垃圾填埋场的岩土工程建设提供参考。

胡亚东[7]2006年在《有机质降解规律及对垃圾土变形影响的研究》文中进行了进一步梳理有机质降解是垃圾土最重要的特性,对其工程性质有较大的影响,在进行垃圾土沉降计算、稳定控制等时需要重点考虑。但相关的研究工作非常欠缺,且大都是建立在现场观测试验的基础之上,研究成果局限性较大,难以推广应用。有机质的降解规律、降解对垃圾土工程性质的影响、沉降计算中具体量化有机质降解的作用等问题还没有得到合理的解释,基础性研究有待改善。 基于上述分析,本文利用室内试验条件易于控制、影响因素单一等特点,进行了大量的室内试验,系统研究了垃圾土中有机质的降解规律及其对垃圾土基本工程性质的影响作用,得到了一些有意义的结论。本文重点进行了以下研究工作: ① 进行了大量的降解试验,用垃圾土固体减少量来描述有机质的降解程度,系统研究了不同环境下垃圾土固体减少量随时间的变化规律,结合有机质的降解机理,给出了较为合理的降解模型,初步反映了垃圾土中的有机质降解计算问题; ② 对比分析了含水量、温度等四种因素对有机质降解的影响,得到了有机质降解产物水、气的产生规律; ③ 进行了大量的基础土工试验,对比研究了降解对垃圾土基本工程性质的影响,探讨垃圾土室内试验的操作方法; ④ 控制试验条件,进行了大量的压缩试验,对比不同垃圾土成分、不同降解下垃圾土的压缩特性,总结基础性规律,结合前人的研究成果,尝试分析了垃圾土的压缩过程及有机质降解的影响作用; ⑤ 在有机质降解和压缩试验的基础之上,具体量化了有机质降解对沉降的规律,推导出更为合理的沉降计算模型,充分考虑了荷载、降解两大因素的作用,通过室内沉降观测试验得到了很好的验证。

孟海燕[8]2006年在《垃圾填埋场防渗材料界面摩擦试验及坝体稳定性计算》文中研究指明目前,国内外的城市生活垃圾处理大多采用卫生填埋法。卫生填埋所形成的垃圾体虽然属于特殊土体的一种,但与一般土体一样,也存在稳定性方面的问题。要保证垃圾填埋场的长期安全稳定性,还要考虑其底部衬垫系统的斜坡稳定性及垃圾阻挡坝的稳定性问题。只要填埋场其边坡及垃圾坝都是稳定的,就可以断定该填埋场是安全稳定的。而前提是需要掌握垃圾填埋体的工程性质。 作为基础知识,本文首先阐述了固体废弃物的定义、固体废弃物对土壤、水体、大气环境的危害;详细介绍了国内外废弃物处理的各种方法后又列表比较了各种处理方法的优劣点;并叙述了国内外对垃圾土工程性质及稳定性问题的研究状况。 文中也着重论述了国内垃圾填埋体的工程性质,对我国垃圾土物理力学指标包括天然含水量、比重、应力—应变关系、抗剪强度等的特点进行了详尽地总结和分析,得到了一些可供实际工程参考的试验数据。 基于土工试验中的直剪试验方法,对某城市卫生填埋场衬垫系统中不同防渗材料间的界面摩擦性能进行了研究,利用所设计的试验装置进行了一系列摩擦试验,得到了此填埋场防渗材料间的最小界面摩擦系数及其所对应的最小界面摩擦角。根据土工合成材料测试规程,利用国内先进的材料测试系统(MTS)比较了土工合成材料之土工布(短纤及长纺类)的抗拉和CBR顶破强度,为垃圾填埋场底部系统采用何类土工布做防渗材料提供了试验依据。 借鉴成熟的力学思想,将分析山谷型垃圾填埋体的安全稳定性转化为分析垃圾坝稳定性,对垃圾坝在两种危险状态下的稳定性进行了计算分析。提出了两种状态下计算垃圾坝稳定性的计算公式。

涂帆, 钱学德[9]2008年在《中美垃圾填埋场垃圾土的重度、含水量和相对密度》文中研究表明垃圾的构成受多种因素的影响,十分复杂,且随时间改变,因此垃圾的工程性质变化幅度大,而且不易量测,给设计参数的确定带来了困难。根据中国和美国的资料,分析和比较垃圾土的组成以及重度、含水量和相对密度这3个最基本的物理性质指标。比较结果显示,中国的垃圾土重度测试值与美国的接近,而含水量和相对密度测试值都较美国的高。最后,对垃圾土物理性质的现场和室内试验方法进行分析和探讨,得到了一些有益的结论和建议。

孟海燕, 王琳[10]2005年在《关于我国垃圾土工程性质的探讨》文中研究表明指出垃圾土的工程性质,是分析垃圾填埋体稳定性必备的基础资料。综合我国学者对垃圾土工程性质的试验研究成果,分析并总结了垃圾土的某些工程性质的特点,列出了一些可供设计人员参考的试验数据。

参考文献:

[1]. 垃圾土的工程性质研究[D]. 严树. 中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所). 2004

[2]. 垃圾土的工程性质研究现状[J]. 孟云伟, 汪洋. 重庆交通学院学报. 2006

[3]. 垃圾填埋场中渗滤液运移数值分析[D]. 岳强. 大连理工大学. 2010

[4]. 深厚杂填土地基处理应用研究[D]. 夏长华. 中国地质大学(北京). 2008

[5]. 城市生活垃圾填埋场降解及沉降模型研究[D]. 冯国建. 重庆大学. 2010

[6]. 垃圾土环境中深基坑工程开挖难点与措施研究[D]. 张艳. 中国海洋大学. 2013

[7]. 有机质降解规律及对垃圾土变形影响的研究[D]. 胡亚东. 河海大学. 2006

[8]. 垃圾填埋场防渗材料界面摩擦试验及坝体稳定性计算[D]. 孟海燕. 昆明理工大学. 2006

[9]. 中美垃圾填埋场垃圾土的重度、含水量和相对密度[J]. 涂帆, 钱学德. 岩石力学与工程学报. 2008

[10]. 关于我国垃圾土工程性质的探讨[J]. 孟海燕, 王琳. 有色金属设计. 2005

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