城市固體垃圾材料的滲透特性與滲透機理研究
本文關(guān)鍵詞:城市固體垃圾材料的滲透特性與滲透機理研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:在環(huán)境土工實驗室,采用自主研發(fā)的大型水平滲透模型槽、大型滲透柱試驗儀器,人工配制新鮮生活垃圾,研究城市固體垃圾的滲透特性及滲透機理。試驗試樣的主要成分參照了杭州天子嶺衛(wèi)生填埋場固體垃圾成分,對3種配比、多種初始密度的垃圾試樣進(jìn)行試驗研究和數(shù)值分析。將新鮮生活垃圾分為難降解材料、不可壓縮的固體材料及易降解材料3大類,按國民經(jīng)濟的不發(fā)達(dá)、發(fā)展中、發(fā)達(dá)三個階段將新鮮生活垃圾分為3大配比。對3種配比、7種初始密度(0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1g/cm3)的垃圾試樣進(jìn)行水平、垂直滲流試驗研究。對大型水平滲透模型槽試驗,得出了如下主要結(jié)論:新鮮生活垃圾的滲透速率隨飽和度的增大逐漸增大,滲透速率與飽和度的關(guān)系可擬合為多項式,擬合系數(shù)大于0.99,建立了多項式表達(dá)式;新鮮生活垃圾的滲透速率隨初始密度的增大而逐漸減小,其規(guī)律可擬合為一條直線,擬合系數(shù)大于0.96,建立了滲透速率與初始密度的直線關(guān)系表達(dá)式;建立了生活垃圾滲透系數(shù)與初始密度的直線關(guān)系表達(dá)式,利用該公式,可以大致預(yù)測新近填埋生活垃圾的滲透系數(shù);對三種不同配比、初始密度ρ=1.1 g/cm3的新鮮生活垃圾試樣,進(jìn)行了長期滲透試驗,其滲透系數(shù)與時間的關(guān)系可擬合為指數(shù)模型,擬合系數(shù)為0.8,建立了指數(shù)模型表達(dá)式;得到了3種配比、7種初始密度新鮮生活垃圾滲透系數(shù)的變化范圍,滲透系數(shù)的量級范圍在10-3cm/s~10-2cm/s之間。對大型滲透柱試驗,得出了如下主要結(jié)論:垃圾滲透速率與水力梯度、初始密度具有相關(guān)性,相同初始密度垃圾試樣,水力梯度增大,滲透速率逐漸增大,其關(guān)系符合達(dá)西滲透定律,同一水力梯度下,垃圾試樣初始密度增大,其試樣滲透速率逐漸減小;臨界水力梯度隨著垃圾試樣初始密度增大而不斷增大,不同配比垃圾試樣臨界水力梯度與垃圾試樣有機物含量呈正比關(guān)系,有機物含量越高,其臨界水力梯度越高;三種配比新鮮生活垃圾滲透系數(shù)值為:配比1滲透系數(shù)k=9.7×10-4~8.22×10-3cm/s,配比2滲透系數(shù)k=1.19×10-3~1.02×10-2cm/s,配比3滲透系數(shù)k=1.59×10-3~1.17×10-2cm/s,滲透系數(shù)隨初始密度增大,呈線性遞減關(guān)系,垃圾的組成成分與孔隙率的變化是造成滲透系數(shù)變化的主要原因;垃圾試樣滲透系數(shù)與成分配比具有相關(guān)性,有機物含量越高,在相同初始密度下的新鮮垃圾試樣滲透系數(shù)越小。研究結(jié)果表明,尺寸效應(yīng)對新鮮生活垃圾的試驗結(jié)果有影響,大型水平滲透試驗時,配比對滲透系數(shù)影響不顯著,而垂直滲透試驗研究有著顯著影響。同配比成分垃圾試樣滲透系數(shù)變化趨勢相同,新鮮生活垃圾滲透系數(shù)的范圍在10-4~10-2cm/s量級,研究結(jié)果可為垃圾填埋場的滲流分析提供參考。
【關(guān)鍵詞】:城市固體垃圾 大型滲透儀 初始密度 常水頭試驗方法 滲透速率 滲透系數(shù) 水力梯度
【學(xué)位授予單位】:浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TU411.4;X705
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-11
- 第一章 緒論11-22
- 1.1 研究背景11-13
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
- 1.2.1 城市固體垃圾的滲透特性研究方法13-15
- 1.2.2 城市固體垃圾的滲透特性研究現(xiàn)狀15-20
- 1.3 本文的研究意義及研究內(nèi)容20-22
- 1.3.1 課題的提出及研究意義20
- 1.3.2 本文的研究內(nèi)容20-22
- 第二章 試驗材料及試驗過程22-34
- 2.1 引言22
- 2.2 試驗儀器22-25
- 2.2.1 大型水平滲透儀22-24
- 2.2.2 大型滲透柱24-25
- 2.3 試驗材料25-29
- 2.4 試驗設(shè)計29-31
- 2.4.1 含水量試驗29-30
- 2.4.2 比重試驗30
- 2.4.3 大型水平滲透槽試驗設(shè)計30
- 2.4.4 大型滲透柱試驗設(shè)計30-31
- 2.5 試驗過程31-34
- 2.5.1 大型水平滲透槽試驗過程31-32
- 2.5.2 大型滲透柱試驗過程32-34
- 第三章 城市固體垃圾水平滲透特性試驗研究34-59
- 3.1 滲透速率與飽和度的關(guān)系34-52
- 3.2 滲透速率與初始密度的關(guān)系52-53
- 3.3 滲透系數(shù)與初始密度的關(guān)系53-55
- 3.4 滲透系數(shù)與降解齡期的關(guān)系55-57
- 3.5 本章小結(jié)57-59
- 第四章 城市固體垃圾垂直滲透特性試驗研究59-69
- 4.1 滲透速率與水力梯度關(guān)系59-63
- 4.2 滲透系數(shù)與初始密度關(guān)系63-64
- 4.3 水平滲透與垂直滲透試驗結(jié)果的比較64-66
- 4.4 不同文獻(xiàn)滲透試驗結(jié)果的比較66-67
- 4.5 本章小結(jié)67-69
- 第五章 城市固體垃圾滲透機理69-75
- 5.1 考慮內(nèi)部因素影響的城市固體垃圾滲透作用機理69-72
- 5.1.1 物理作用機理69-70
- 5.1.2 生物化學(xué)作用機理70-72
- 5.2 考慮外部因素影響的城市固體垃圾滲透作用機理72-74
- 5.2.1 水力梯度作用機理72-74
- 5.2.2 降雨入滲作用機理74
- 5.3 本章小結(jié)74-75
- 第6章 結(jié)論與展望75-78
- 6.1 主要結(jié)論75-76
- 6.2 下一步的工作展望76-78
- 參考文獻(xiàn)78-83
- 碩士期間取得的成果83-85
- 致謝85-86
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