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《浙江大学》 2011年
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城市固体废弃物填埋场渗滤液水位及边坡稳定分析

沈磊  
【摘要】:随着我国城市化水平的提高,城市固体废弃物(Municipal Solid Waste,简称MSW)的产量急剧增加。由于对MSW的特性认识不足,世界各国相继发生了填埋场的失稳,给当地带来了人员和财产损失,也带来了巨大的环境灾难。其中填埋场内的渗滤液水位对于填埋边坡的稳定性至关重要,随着填埋体内渗滤液水位升高,孔隙水压力增大导致垃圾(或场底土体、或衬垫界面)的抗剪强度降低,可能导致边坡失稳。因此无论从经济性还是环境保护必要性来讲对填埋渗滤液水位研究和稳定分析是很有必要的。 本文首先结合国内外渗滤液水位研究现状,提出填埋场渗滤液水位的三种存在形式:滞水位、潜水位和导排层水位。对于滞水位,本文在饱和-非饱和渗流理论的基础上,研究了滞水位的形成及增长规律分析,结果表明降雨强度较大,垃圾饱和渗透系数较小时,将在垃圾体内形成一定规模的滞水位。初始含水量主要影响滞水位出现的时间,对最终的水位高度影响不大。对于后两种水位,本文在扩展的Dupuit假定基础上推导了成层排水介质中瞬态水位计算方法,通过与稳态计算方法的对比验证了其准确性,通过参数分析发现对双层排水系统来说,渗透系数越小、排水距离越长、坡度越小,最高水位就越大,达到稳定的所需时间也越长。 结合填埋场工程问题和极限平衡的稳定分析方法编制了固体废弃物堆场边坡稳定分析软件。首先通过对一系列工程问题的界定设计了软件的特点及功能以及流程图,然后介绍了软件的应用和工程实例,分析结果表明该软件在地形建模、操作方面具有较好的易用性,适用于多种复杂的工况。 结合渗滤液水位的研究,分析了渗滤液水位对垃圾场边坡稳定的影响。渗滤液潜水位对填埋体的稳定安全系数的影响非常显著,水位越高、溢出点越高稳定安全系数越小,且更容易发生浅层滑动。分析了填埋场滞水位高度对安全系数的影响,并和相同高度的潜水位进行了比较。结合国内外垃圾力学特性随龄期变化的研究,提出垃圾力学参数建议值,分析了整个填埋过程垃圾边坡的稳定安全。
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