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陈家冲垃圾堆体含水率与电阻率关系构建

熊欢  
【摘要】:随着我国经济的快速发展,城市扩容,导致各种固体废弃物产量越来越多,卫生填埋是我国目前主要的处理方式。而国内垃圾填埋场含水率普遍很高,这就严重阻碍了固体废弃物的降解,气体的产生和垃圾的稳定,并且产生的渗沥液一般会以回灌的形式来处理。因此了解垃圾填埋场内的水分分布至关重要,而垃圾填埋场的含水率测试十分麻烦,绝大部分还是现场钻孔取样,取样后在实验室进行测量,导致了解垃圾堆体的含水率变得十分困难。但是,垃圾堆体的电阻率是可以通过高密度电阻率仪测得,并且可以大致判断含水率分布情况,无法定量的分析含水率。因此本文基于Archie公式构建了陈家冲垃圾填埋场含水率与电阻率定量表征关系,具体试验内容如下:(1)去陈家冲垃圾填埋场现场取样,用密封桶打包装好,带回实验室,测量基本物理指标,包括垃圾组分所占质量的百分比、密度、含水率等。根据现场垃圾样品的物理参数,确定人工配制垃圾的物理参数,其中垃圾各组分含量分别为厨余55%、橡塑20%、纸屑10%、竹木5%、玻璃2%、纺纤2%、金属1%、其他5%。采用控制变量的方法,按照此比例设计不同的干密度,分别为0.20g·cm~(-3)、0.25g·cm~(-3)、0.30g·cm~(-3)、0.35g·cm~(-3)、0.40g·cm~(-3);含水率分别为30%、40%、50%、60%;温度30℃、40℃、50℃、60℃;孔隙流体分别为填埋场渗沥液、自然水、去离子水。测试不同因素影响下的电阻率,得出压实密度以及温度对垃圾堆体电阻率成的影响成负相关,而孔隙溶液的电阻率的改变对垃圾堆体的电阻率影响为正相关,并获得本文中含水率与电阻率定量表征关系的关键结构参数a和m。(2)由于试验时间和制样的限制,难以获得许多极端情况下的电阻率的数值,为完善数据,本文采用BP神经网络对原有的大部分数据进行训练学习,剩余小部分的原有数据进行评价分析。并通过现有模型,预测各极端因素影响下垃圾堆体的电阻率。并评判4个独立因素对电阻率影响所占的权重,含水率这个独立因素是对垃圾堆体电阻率影响的主导因素,其拟合函数成幂指数函数,相对其他影响因素,其导数变化率最大,其余三个独立影响因素都相对较小。同时与得到的Archie公式结果进行对比。


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