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填埋场变形与稳定离心模型试验研究

杨春宝  
【摘要】:随着我国经济高速发展和城市化水平的提高,固体废弃物的产量急剧增加,填埋场变形与稳定问题日益突出。基于原有老堆填体进行扩建产生不均匀沉降变形;高水位渗流诱发坡体失稳等一系列问题亟待研究和解决。 本文参考国内外模型土样配制现状,选取和制备具备我国城市固废特性的模型土样,该土样在容重、压缩系数、应力应变关系、应力应变关系、抗剪强度、渗透系数等方面均较好地等效了我国城市固体废弃物的特性。利用超重力离心模型试验,进行了城市固体废弃物填埋堆体扩建试验,进行了填埋场扩建引起的相关变形问题研究,主要研究扩建新填埋堆体对老填埋堆体产生的附加荷载引起的老填埋堆体的沉降和水平变形。 同时,开发离心加速度条件下工作的封闭式循环供水系统,开展了高水位渗流诱发填埋场边坡失稳相关试验,揭示了水力诱发填埋堆体失稳的灾变机理及演化规律,分析了填埋场失稳模式与传统粉土边坡失稳模式的不同;提出填埋场典型失稳破坏模式和警戒水位阀值,为填埋场设计和安全运行提供科学依据。 采用加工硬化本构模型进行模型城市固废的参数率定,基于FISH语言,内嵌FLAC程序,进行扩建填埋场变形的数值模拟,并将数值模拟结果与超重力离心模型试验结果进行对比分析。数值模拟与试验结果吻合良好,证明了加工硬化本构模型率定模型土样的正确性。基于GEO-SLOPE软件平台,对填埋场在高水位渗流条件下的警戒水位与失稳模式进行分析,验证了20%应变对应的抗剪强度作为稳定分析参数的正确性。


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