城市固体废弃物变形与强度相关特性研究

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1、本工作得到国家自然科学基金项目(批准号:50878197,51178432)联合资助！浙江理工大学硕士学位论文城市固体废弃物变形与强度相关特性研究摘要为研究城市固体垃圾填埋场中新近填埋垃圾及降解垃圾的变形与强度的相关特性及规律，参照杭州天子岭固体废弃物填埋场垃圾的主要成分，人工配制垃圾试样（天然条件下新鲜垃圾降解得到降解垃圾），采用大型压缩与直剪联合测定试验仪器，对新鲜生活垃圾及降解垃圾进行了大量的试验研究和理论分析。将新鲜生活垃圾分为易降解材料，难降解材料及不可压缩的固体材料三大类，模拟城市经济发展的不发达、发展中及发达三个阶段，将新鲜生活垃圾分为三大配比。采

2、用3种初始孔隙比（2.1、2.5、2.9）、压缩过程考虑4级压力（25、50、100、200kPa）、每级压力作用下考虑8个压缩时间（0、0.25、0.5、1、2、6、12、24h）、剪切过程考虑10个剪应变限值（2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%），降解垃圾同时考虑4个不同的降解时间（30d、60d、120d、180d），对288个新鲜垃圾试样及1152个降解垃圾试样变形与强度的相关特性进行了试验研究。试验结果表明，对于城市新鲜生活垃圾，得到如下结论：（1）竖向压缩应变随着压缩时间的延长而增大，随着竖向压力的增加而增大，增大

3、的规律均符合对数模型，建立了对数模型表达式；（2）孔隙比与竖向压力及压缩时间的对数均呈反比例关系；（3）剪应力随着剪应变的增加而增大，是一条剪应变硬化曲线，其规律符合双曲线模型，建立了双曲线模型表达式；（4）不同压缩时间下的抗剪强度随着压缩应变的增加而增加，其增加的规律符合指数模型，并建立了指数模型表达式；（5）不同压力下的抗剪强度随着压缩应变的增加呈现出先增加后减小再增加的趋势，其变化规律符合多项式模型，建立了多项式模型表达式；（6）抗剪强度与竖向压力的关系符合摩尔-库仑理论；（7）抗剪强度参数c、φ值均随着剪应变的增加而增加，其规律符合对数模型，建立了对数模

4、型表达式；（8）得到了新鲜生活垃圾抗剪强度参数c、φ的取值范围。对于城市降解垃圾，得到如下结论：（1）垃圾的密度随着降解时间的延长而增加,增加的规律符合对数模型，建立了对数模型表达式；I浙江理工大学硕士学位论文城市固体废弃物变形与强度相关特性研究（2）竖向总应变随着竖向压力的增加而增加，增加的规律符合对数模型，建立了对数模型表达式；（3）抗剪强度随着降解时间的延长而增加，增加的规律符合对数模型，建立了对数模型表达式；（4）相同降解程度下垃圾的抗剪强度随着总应变（不同压力作用引起的总应变）的增加呈现指数增加的趋势，建立了指数模型表达式；（5）相同压力条件下垃圾的抗

5、剪强度随着总应变（不同降解时间引起的总应变）的增加而增加，其关系可近似拟合为一条直线，给出了直线表达式；（6）分析了不同降解时间下（30、60、120、180d）垃圾的抗剪强度参数与剪应变限值的关系，其变化规律符合对数模型，建立了对数模型表达式；（7）给出了抗剪强度参数的取值范围，c值在8.3kPa-28.1kPa之间、φ值在11.9°-36.3°之间。论文考虑了垃圾的填埋压缩过程及剪切破坏渐近过程，因此研究成果更符合垃圾填埋场的实际运营情况。研究结果为垃圾填埋场的稳定性分析奠定了理论基础，可供实际填埋工程借鉴参考。关键词：城市固体废弃物；降解；应力；应变；抗剪

6、强度；模型；相关性II浙江理工大学硕士学位论文城市固体废弃物变形与强度相关特性研究AbstractToinvestigatethelawsandcorrelationpropertiesofthedeformationandshearstrengthofthefreshmunicipalsolidwaste(MSW)anddegradedwasteinthelandfills,aseriesofcombinedtestsofcompressiontestanddirectsheartestwerecarriedoutbyalarge–scalelaborator

7、ytestingequitment.AccordingtothemajorcompositionofMSWsamplesfromtheTianzilinglandfillinHangzhou,China,freshMSWtestingsamples(thedegradedwastesamplesaregainedfromthefreshMSWsampleswhichweredegradedinthenaturalenvironment.)werepreparedingeo-environmentlaboratory.Alargenumberofexperimen

8、tshadbeencar