本文關(guān)鍵詞：城市生活垃圾填埋體的力學(xué)特性及降解沉降研究　出處：《重慶大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：近二十年來，隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快以及城鎮(zhèn)人口的增加，越來越多的工業(yè)垃圾和生活垃圾出現(xiàn)在日常生活中，引起了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境污染問題。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)垃圾主要采用填埋作業(yè)的方式進(jìn)行處理，但是隨著各種超大型垃圾填埋體的建設(shè)，填埋場(chǎng)的不規(guī)范填埋作業(yè)以及封場(chǎng)后因內(nèi)部有機(jī)物質(zhì)降解引起的滑坡災(zāi)害和不均勻沉降問題，給人居環(huán)境帶來了巨大的威脅。本文從垃圾土抗剪強(qiáng)度影響機(jī)理出發(fā)，以重慶市長(zhǎng)衛(wèi)生橋垃圾填埋場(chǎng)的垃圾土樣作為測(cè)試對(duì)象，從以下幾個(gè)方面對(duì)垃圾土的力學(xué)及降解沉降特性進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)研究。 1）為了研究有機(jī)物降解對(duì)垃圾土抗剪強(qiáng)度影響機(jī)理，并總結(jié)影響抗剪強(qiáng)度參數(shù)的相關(guān)因素（降解、含水率、有機(jī)物含量以及剪應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)等），選取重慶市長(zhǎng)生橋垃圾填埋場(chǎng)的垃圾土樣作為研究對(duì)象，基于室內(nèi)直剪試驗(yàn)和三軸固結(jié)排水試驗(yàn)，對(duì)新鮮重塑垃圾土和陳垃圾土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試；通過240d的降解-剪切試驗(yàn)，得出重塑新鮮垃圾土在0d～30d，其抗剪強(qiáng)度與垃圾土初始組成結(jié)構(gòu)和預(yù)壓應(yīng)力有關(guān)，而受有機(jī)物含量以及降解程度的影響較��；抗剪強(qiáng)度隨降解的進(jìn)行在30d～240d，其粘聚力c在3.54kPa～22.24kPa之間變化，呈遞增趨勢(shì)；內(nèi)摩擦角φ在27.86°～20.35°之間變化，呈先增后減的趨勢(shì)；陳垃圾土的直剪試驗(yàn)表明，隨著垃圾土中含水率的增加，其抗剪強(qiáng)度的整體趨勢(shì)是減小的；陳垃圾土的三軸固結(jié)排水試驗(yàn)（CD）結(jié)果表明，隨剪切應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)的增大（5%～20%），抗剪強(qiáng)度呈遞增趨勢(shì)，其中粘聚力c從0kPa增大為66.42kPa，而內(nèi)摩擦角φ從29°增大為38°。 2）為了研究垃圾土蠕變-降解沉降特性，基于室內(nèi)蠕變觀測(cè)試驗(yàn)得到蠕變～降解沉降過程曲線（0d～360d），最后對(duì)沉降影響因素進(jìn)行了詳細(xì)分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，因外部荷載和內(nèi)部蠕變沉降引起的垃圾土總沉降量可達(dá)試樣總高度的33.2%；填埋體中滲濾液在前期的溢出量受外部荷載和有機(jī)物中初始含水量控制；通過對(duì)不同有機(jī)物含量的垃圾土試樣的降解沉降試驗(yàn)，得出垃圾土的累計(jì)沉降量和累計(jì)滲濾液產(chǎn)量之間符合指數(shù)函數(shù)關(guān)系；垃圾土中既有利于初期壓縮變形，又有利于后期厭氧降解沉降的垃圾土中最優(yōu)有機(jī)物含量區(qū)間為29.1%～36.47%；垃圾土內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，22℃～45℃是一個(gè)能夠加速其內(nèi)部有機(jī)物降解速率的溫度區(qū)間，且在41℃時(shí)作用最大。本次研究結(jié)果可用于降解-沉降和溫度場(chǎng)的分析，也可為進(jìn)一步了解垃圾土的沉降特性提供理論支持。 3）為了研究垃圾土的降解-蠕變沉降特性，通過對(duì)試樣在室內(nèi)分別進(jìn)行加載壓縮試驗(yàn)，測(cè)試了垃圾土在360d內(nèi)其降解沉降變化特性，試驗(yàn)結(jié)果顯示：垃圾土在好氧和厭氧降解階段的變形特性符合彈塑性變形特征；根據(jù)蠕變理論和垃圾土的實(shí)測(cè)變形特點(diǎn)，推導(dǎo)了符合其變形特性的Burgers蠕變沉降模型，，并對(duì)該模型的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)該模型能夠較好的模擬垃圾土在不同降解階段的變形特性，并且能夠?yàn)闇?zhǔn)確預(yù)測(cè)垃圾土的沉降以及計(jì)算后期填埋場(chǎng)的容量提供幫助。 4）基于Mitchell三元導(dǎo)電模型和室內(nèi)實(shí)測(cè)資料，在確定原狀垃圾土試樣的結(jié)構(gòu)和土性參數(shù)基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了適合重慶長(zhǎng)衛(wèi)生橋填埋場(chǎng)垃圾土電阻率的計(jì)算模型。通過分析電阻率影響因素（孔隙率，滲濾液濃度，溫度，濕密度等）得出當(dāng)其它參數(shù)不變，而只改變其中一個(gè)變量時(shí)：電阻率隨孔隙率的增加而呈冪函數(shù)減��；相比添加NaCl和ZnCl2溶液的垃圾土，孔隙率的增加對(duì)添加柴油時(shí)垃圾土電阻率的影響要大于前兩者；在孔隙率一定時(shí)，滲濾液對(duì)垃圾土電阻率的影響受稀釋作用控制，并且影響程度隨含水率的增加而減��；隨著隨溫度的升高，垃圾土電阻率呈線性遞減趨勢(shì)；在含水率一定時(shí)，孔隙率的變化是導(dǎo)致垃圾土中三種導(dǎo)電模式發(fā)生互相轉(zhuǎn)化的主要原因,并對(duì)電阻率造成影響；最后采用高密度電阻率層析技術(shù)，對(duì)垃圾填埋體進(jìn)行了嘗試性測(cè)試，通過對(duì)比電阻率實(shí)測(cè)值和計(jì)算值，證明了電阻率模型的正確性，研究結(jié)果能夠?yàn)榉治隼盥耋w滲濾液的含量和富集狀態(tài)，以及評(píng)價(jià)垃圾土的力學(xué)特性供理論支持。
[Abstract]:In recent 20 years , with the acceleration of urbanization construction and the increase of urban population , more and more industrial waste and domestic waste appeared in daily life , which caused serious ecological environment pollution . 1 ) In order to study the influence mechanism of organic matter degradation on shear strength of waste soil , and summarize the relative factors affecting shear strength parameters ( degradation , water content , organic content and shear strain standard , etc . ) , the shear strength parameters of fresh remolded waste soil and old rubbish soil were tested . The results showed that the shear strength increased with the increase of shear strain standard ( 5 % ~ 20 % ) , and the shear strength increased with increasing of shear strain standard ( 5 % ~ 20 % ) . The shear strength increased from 0 kPa to 66.42kPa , and the internal friction angle 蠁 increased from 29 擄 to 38 擄 . 2 ) In order to study the creep - degradation sedimentation characteristics of refuse soil , the creep - degradation settlement process curve ( 0d ~ 360d ) is obtained based on indoor creep observation test . The results show that the total settlement of waste soil caused by external load and internal creep settlement can reach 33 . 2 % of the total height of the sample ; 3 ) In order to study the characteristics of the degradation - creep settlement of the waste soil , the characteristics of the degradation and settlement of the waste soil within 360d are tested by loading compression tests in the laboratory . The results show that the deformation characteristics of the waste soil in the aerobic and anaerobic degradation stages are in accord with the elastic - plastic deformation characteristics . According to the creep theory and the measured deformation characteristics of the waste soil , the deformation characteristics of the waste soil in different degradation stages are deduced , and it is found that the model can accurately predict the settlement of the waste soil and the capacity of the landfill site in the later stage . 4 ) Based on the Mitchell ternary electric conduction model and the indoor measured data , a calculation model suitable for the resistivity of the landfill site in Chongqing long sanitary bridge is derived based on the structure and the soil parameters of the original waste soil sample .

【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU993

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1421371