矿石废料对垃圾筛分土抗剪特性的改良研究_陆晓宇.pdf

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1、第２７卷第１期水土保持学报Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．１２０１３年２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎＦｅｂ．，２０１３矿石废料对垃圾筛分土抗剪特性的改良研究陆晓宇１，张洪江１，张成梁２，孙龙１（１．北京林业大学水土保持学院，北京１０００８３；２．轻工业环境保护研究所，北京１０００８９）摘要：出于改良矿区坡面稳定性，处理垃圾筛分土、矿石废料等，进而实现缓解城市和环境压力的目的，对不同配比的矿石废料与垃圾筛分土混合物的稳定性进行研究。使用自制直剪仪，对不同体积比例的混合物进行抗剪试验

2、，并模拟降雨，研究雨强对混合体稳定性的影响。结果表明：矿石废料占混合土体积比在２０％～６０％区间内时混合体稳定性最强；降雨能通过增加剪切面的垂直应力及改变剪切面含水率来降低剪切面的剪应力，从而造成坡面稳定性的下降；５０％左右的矿石废料体积比具有最佳的抗剪效果，区间下限应高于３０％，上限以植被恢复的存活率为参考依据。关键词：垃圾筛分土；剪应力；降雨中图分类号：Ｓ１５２．９；Ｓ１５７．１文献标识码：Ａ文章编号：１００９－２２４２（２０１３）０１－００８２－０４ＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＯｒｅＷａｓｔｅｏｎＦｉ

3、ｌｔｅｒｅｄＬａｎｄｆｉｌｌＳｏｉｌＳｈｅａｒｉｎｇＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ１，ＺＨＡＮＧＨｏｎｇ－ｊｉａｎｇ１，ＺＨＡＮＧＣｈｅｎｇ－ｌｉａｎｇ２，ＳＵＮＬｏｎｇ１ＬＵＸｉａｏ－ｙｕ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ＢｅｉｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３；２．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８９）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｉｍｐｒｏ

4、ｖｅｓｌｏｐｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｍｉｎｅｒａｌａｒｅａｓ，ｈａｎｄｌｉｎｇｗａｓｔｅｓｌｉｋｅｆｉｌｔｅｒｅｄｌａｎｄｆｉｌｌｓｏｉｌａｎｄｓｌａｇ，ｅａｓｉｎｇｕｒｂａｎａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｗａｓｄｏｎｅｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｏｉｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｌａｇａｎｄｇａｒｂａｇｅｍｉｘｔｕｒｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｔｉｏｓ．Ｈｏｍｅｍａｄｅｄｉｒｅｃｔｓｈｅａｒａｐｐａｒａｔｕｓｗａｓｕｓｅｄｔｏｆｉｎｄａｎｏｐｔｉｍｕｍｍｉｘｔｕｒｅｏｆ

5、ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｏｌｕｍｅｒａｔｉｏｉｎｓｈｅａｒｔｅｓｔ，ａｎｄｔｈｅｍｏｓｔｄｅｓｉｒｏｕｓｒａｉｎｆａｌｌｉｎｔｅｎｓｉｔｙｗｉｔｈｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：Ｗｈｅｎｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｒａｔｉｏｏｆｓｌａｇｌｉｅｓｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ２０％～６０％，ｔｈｅｍｉｘｔｕｒｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｓｔｈｅｓｔｒｏｎｇｅｓｔ；ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒｅｓｓ，ａｎｄｃｈａｎｇｅｔｈｅｍｏｉｓｔｕｒ

6、ｅｏｆｓｈｅａｒｓｕｒｆａｃｅｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓ，ａｎｄｃａｕｓｅｔｈｅｓｌｏｐｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｔｏｄｅｃｌｉｎｅ；ａｂｏｕｔ５０％ｉｓｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｓｌａｇｖｏｌｕｍｅｒａｔｉｏｆｏｒｔｈｅｂｅｓｔｓｈｅａｒｅｆｆｅｃｔ，ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｓｌａｇｉｎｔｈｅｍｉｘｔｕｒｅｓｈｏｕｌｄｂｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎ３０％，ａｎｄｔｈｅｕｐｐｅｒｌｉｍｉｔｓｈｏｕｌｄｂｅｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｓｕｒｖｉｖａｌｒａｔｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｒｅｓｔｏｒａｔｉｏ

7、ｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｉｌｔｅｒｅｄｌａｎｄｆｉｌｌｓｏｉｌ；ｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ伴随着近年来城市人口的膨胀、城市生活垃圾的供给过剩和垃圾填埋场供给不足的矛盾日趋尖锐，对城市垃圾处理空间的需求也日益增大。事实上，经过长时间的掩埋、降解之后，通过生物分解吸收或化学固结等方法，可以将垃圾填埋场的垃圾土加以无害化处理，实现综合再利用。与此同时，矿山的开发和开采会产生大量矿石废料（主要成分为尾矿和围岩），这是矿山生产过程中产生的“垃圾”。长期以来，科学工作者针对不同性质的矿石废

8、料提出了很多处理办法，但均由于处理量小，不能完全地解决这些“垃圾”问题。全国发展各类矿产资源的同时产生了大量的废弃矿山，严重影响了我国的生态环境和景观建设。废弃矿山也引发和形成了一定的地质灾害，矿山废弃地的生态修复已成为生态修复的重要内容之一。而在矿山修复［１］的实践中，矿山土体的稳定性有着极为重要的作用。矿区土体具有较大的抗剪能力，可以大幅度减少矿区发生土壤侵蚀，促进其上植物生长，加快矿区绿化进度；同时，较强的抗剪能力也可以