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文檔簡介
1、填埋法是處理城市固體廢棄物 (MSW) 最經(jīng)濟(jì)有效的方法之一,MSW 的沉降變形和強(qiáng)度特性是填埋場運(yùn)營中最關(guān)鍵的兩個問題。量化主要因素對 MSW 沉降變形規(guī)律及強(qiáng)度特性的影響對垃圾填埋場設(shè)計、運(yùn)營、容量估算及填埋場穩(wěn)定分析具有非常重要的工程意義,研究MSW的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系進(jìn)而完善其本構(gòu)模型對建立MSW力學(xué)理論體系具有重要的理論意義。針對MSW組成的復(fù)雜性、填埋條件的差異性及可降解性等特殊性質(zhì),本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目 (5053
2、8080)“城市垃圾填埋場固、液、氣相互作用及土力學(xué)機(jī)理”,通過大量的室內(nèi)長期變形、降解及靜力三軸試驗(yàn),系統(tǒng)地研究了 MSW 的沉降變形和強(qiáng)度特性。 借鑒傳統(tǒng)土工試驗(yàn)原理、機(jī)械設(shè)計及環(huán)境科學(xué)等理論和技術(shù),自主研制了具有測定豎向變形、氣體和滲濾液收集及滲濾液回灌、溫度控制、加載及豎向和水平調(diào)節(jié)裝置等功能的壓縮.降解儀。針對 MSW 壓縮變形室內(nèi)試驗(yàn)的研究現(xiàn)狀及存在的問題,對 MSW室內(nèi)試驗(yàn)方法進(jìn)行了探索性研究,采用分級加載的試驗(yàn)
3、方法模擬 MSW 沉降變形及降解過程,考慮了應(yīng)力和生物降解對 MSW 沉降變形的耦合作用。試驗(yàn)研究表明,本文的試驗(yàn)設(shè)備及建議的試驗(yàn)方法更適合模擬 MSW 的變形及降解過程。文中還采用該方法系統(tǒng)地研究了豎向荷載、降解條件、初始壓實(shí)程度及垃圾組成等關(guān)鍵因素對 MSW 沉降變形影響,通過MSW的沉降變形試驗(yàn),揭示了 MSW 的沉降變形機(jī)理。 采用靜力三軸試驗(yàn)研究了 MSW 在加載—卸載—再加載條件下的變形特性,建議了一個MSW的雙線
4、性應(yīng)變硬化模型,該模型形式簡捷,程序易實(shí)現(xiàn),參數(shù)完整、概念清楚,具有明確的物理意義,泊松比μ也可以簡化成常數(shù)。本文建議采用 R<,OI>(有機(jī)物與無機(jī)物含量的比值) 作為垃圾組成的分類指標(biāo),不同的取值范圍采用不同的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系:R<,OI>較大時,采用雙線性應(yīng)變硬化模型,R<,OI>較小時,采用雙曲線模型。 在降解試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建議了一個改進(jìn)的表征MSW生物降解程度的指標(biāo),即采用將C/L (纖維素/木質(zhì)素) 用初始值歸一后的
5、相對變化量來表征MSW的生物降解程度。研究表明,改進(jìn)后的生物降解程度指標(biāo)與時間呈S形變化,并給出了生物降解程度指標(biāo)與時間關(guān)系的表達(dá)式。通過現(xiàn)有資料,驗(yàn)證了本文建議的表征降解度指標(biāo)與時間關(guān)系式的有效性及優(yōu)越性。系統(tǒng)地研究了有機(jī)物與無機(jī)物的相對含量、有機(jī)物與纖維組分的相對含量及生物降解對MSW變形及強(qiáng)度特性的影響,并可通過模型參數(shù)很好地反映出來。研究降解對MSW變形及強(qiáng)度特性影響時排除了孔隙比的影響,在相同的初始孔隙比條件下進(jìn)行了不同降解程
6、度試樣的靜力三軸試驗(yàn),研究表明,MSW 的生物降解作用將增強(qiáng)填埋場的穩(wěn)定性。 垃圾填埋場中填埋體及場地本身的重新利用是填埋方法處理MSW可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題,因此,對陳垃圾生物降解及力學(xué)特性的研究具有非常重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。在室內(nèi)研究陳垃圾的力學(xué)特性,試樣獲取是一個棘手的問題。本文通過室內(nèi)降解試驗(yàn)得到陳垃圾,并在三軸試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出采用模擬料來研究陳垃圾的力學(xué)特性,并給出了模擬料的配制原則及控制指標(biāo)。根據(jù)本文降解試驗(yàn)得
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