浅论城市生活垃圾的压缩和渗透特性及填埋场水力特性研究

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1、浙江大学硕士学位论文城市生活垃圾的压缩和渗透特性及填埋场水力特性研究姓名：冉龙申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：陈云敏;柯瀚20050301摘要填埋法是处理城市固体垃圾例SW)最经济和有效的方法之一。为避免填埋场对周围环境产生二次污染，通常在填埋场底部的隔离衬垫上方设置渗滤液的收集排放系统(LCRS)，将填埋场内产生的渗滤液进行收集，并输送至挣化设施中处理。渗滤液的收集排放层必须确保渗滤液能够迅速排出，将衬垫上方的水头控制在一定的安全范围之内。因此填埋场水力学问题的关键课题之一就是确定渗滤液收集排放层内的最大水头。本课题依据标准Dupuit(1971)假设，提出了稳定状态下

2、衬垫上的成层介质内最大水头的计算方法。通过参数分析，总结了成层介质中的不同因素对渗滤液最大水头的影响规律。与目前填埋场水力学研究中常采用的McEnroe(1993)公式和Qian(ZOt?4)方法的计算结果比较，本文提出的方法更加准确合理。填埋场内垃圾体的成分复杂，结构不稳定，压缩机理非常复杂。本文详细分析了MSW三相的压缩物理力学特征，特别考察了压缩过程中固相内部气体对MSW干密度的显著影响，并建立了一个压缩模型。并通过大尺寸室内试验比较验证了该模型的合理性。本课题探讨了城市生活垃圾在不同压力条件下水力学参数的实验测试方法，设计并制作了一套实验装置，并进行了实验测试。通过对实验结

3、果的拟合分析.阐述了垃圾体渗透系数随孔隙比变化的规律。渗滤液的产量是在进行填埋场设计时，必须考察的另一个重要的参数。本课题采用美国环保署的HELP(HydrologicEvaluationofLandfillPerformance)模型，利用垃圾体在不同压力条件下的渗透试验结果，对填埋场进行了水体平衡分析。结果表明压力场对填埋场水文状况的影响不容忽略。关键词:垃圾填埋场、城市固体垃圾、渗滤液、渗滤液集排层、试验研究、渗透、压缩、HELP模型ABSTRACTLandfillingisoneofthemosteconomicalandefficientwaystotreatMunici

4、palSolidWaste(MSW).Toavoidthesecondarypollutionoflandfills,usually,theLeachateCollectionandRemovalSystem(LCRS)mustbeinstalledoverthebarrierthatislocatedatlandfills'bottomside,tocollectandremoveleachatetofractionatingfacility.Theleachatecollectionandremovallayermustbedesignedtoensurethatleachat

5、ecanberemovedrapi御andleachateheadislowerthansomesafetylimit.Thereforehowtodeterminatethemaximumsaturateddepthoverthebarrierisoneofthekeysubject.BasedonDupuit(1971)assumption,thispaperpresentsnumericsolutionforsteadydrainageonaslopingimperviousbarrierwithnoflowacrosstheup-streamboundary.Bycompa

6、risonwiththeresultsofMcEnroe(1993)andQian(2004),themethodpresentedinthispaperisaccurateandrational.Thecomponentoflandfillwasteisverycomplex,anditsstructureisinstable,sothebehaviorofMSWisverycomplex.Andtillnowthereisnomodelthatiswidelyconsideredrational.Moreover,itscompressionbehaviorisveryimpo

7、rtantforanalyseslandfill'scapabi断andbenefit.ThisthesisalsodiscussesthecompressioncharacteristicsofMSW,andanalysesthemechanicalpropertyofsolidphaseofMSW,speciallyconsideringtheefectofthegasthattrappedinsolidphasecontentonbulkdensity.Athe