受扩建工程影响的老垃圾填埋场沉降分析.pdf

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1、第42卷第1O期人民长江V01．42．No．102011年5月YangtzeRiverMay，2011文章编号：1001—4179(2011)10—0036—03受扩建工程影响的老垃圾填埋场沉降分析方荣，靳永福，丰土根(1．浙江水利水电专科学校，浙江杭州310018；2．河海大学岩土工程研究所，江苏南京210098)摘要：以苏州七子山垃圾填埋场扩建工程为例，利用数值模拟和分层总和沉降法分析老场垃圾堆体在新填埋堆体作用下的“二次沉降”规律。结合老场垃圾土的现场试验数据，利用有限差分软件FLAC对堆栽过程中老场垃

2、圾土的沉降进行了模拟。结果表明，在新场封场时，老场沉降呈“穹隆”状；最大沉降发生在中间部位，最大沉降量约为老场堆体厚度的20％左右。数值分析计算结果约为分层总和法计算结果的1．2倍。关键词：数值模拟；分层总和沉降法；竖向扩建工程；沉降分析中图法分类号：TV223文献标志码：A’随着各地城市化进程的加快，国内第一批垃圾填ITI，服务年限l0a。本文以苏州七子山生活垃圾填埋场的填埋容量即将接近其设计容量。鉴于新场选址埋场为例，应用FLAC如软件对老填埋场竖向扩建的沉日趋困难，为节约宝贵的城市土地资源，对原有填埋场

3、降进行了数值模拟，并将计算结果与分层总和沉降法进行改扩建已经成为一种趋势。我国的杭州天子岭、进行对比。苏州七子山、深圳下坪垃圾填埋场等先后开始了扩建1老场竖向扩建沉降数值模拟工程。若在此类填埋场上进行竖向加高扩建，面临许多1．1分析模型问题，其中老填埋场的沉降无疑对改扩建工程起着至FLAC作为一款大型通用有限差分软件，广泛用关重要的影响。一方面，老填埋场的沉降将影响到改于岩土工程的各个领域。本文主要是结合FLAC，D扩建后新场的运营安全；另一方面，老填埋场的沉降直数值计算软件对垃圾填埋场扩建的堆载进行模拟，计

4、接影响到新场的容量¨。算堆载后老场垃圾堆体的沉降。由于扩建工程在老场垃圾堆体上建设，垃圾沉降根据七子山场的垃圾填埋过程，按填埋高程及龄除了新场垃圾堆体的沉降外，还应考虑由新场垃圾堆期将老场垃圾土划分为4个特征层，根据试验结果，统体引起的老场垃圾堆体的“二次沉降”。苏州七计了4层垃圾土的物理组分含量和物理性质指标(表子山生活垃圾填埋场建成于20世纪90年代初，设计1)。填埋标高80m，填埋场总库容约470万m，设计服务新场垃圾堆体根据发展规戈0，按每年填高4m共年限15a，启用于1993年。到2006年初，填埋

5、场部分使用10a考虑，划分为l0层。新场垃圾土作为外加填埋至70m标高。新填埋场建设规划在老填埋场荷载，参数为：压缩模量E=2MPa，泊松比：0．4，(简称为“老场”)封场基础上构建合适的防渗衬垫系黏聚力C=0(为增加收敛速度，计算时取0．01kPa)，统，在填埋场下游拓展扩建垃圾坝，新建渗沥液调节=32。，容重统一取为10．5kN／m。池。在老填埋场垃圾堆体上继续填埋堆高至120m标场地地基土的强度参数参照老场地基土的取值。高。新填埋场(简称为“新场”)的总库容约800万由于生物降解作用难以实现，因此本次数

6、值模拟计算收稿日期：2010—11—30作者简介：方荣，女，讲师，硕士，主要从事水利工程、结构工程的设计、研究与教学工作。E—mail：fangrong@zjwehc．eom第lO期方荣，等：受扩建工程影响的老垃圾填埋场沉降分析37表1老场垃圾土分层物理组分含量时，不考虑生物降解作用导致的沉降。生的节点位移和速度进行清零处理。模型建立时纵向长度为填埋场纵向长度的1．5FLAC。系具有强大模拟岩土材料的本构模型。倍，高度为填埋场标高的1．5倍，并且模型的边界固定摩尔一库伦准则能够满足大变形条件，因此本文垃圾为位

7、移边界，即在方向上左边界和右边界施加位移土的本构模型采用Mohr—Coulomb模型。约束；Y方向上施加位移约束；Z方向只在=0边界上根据10％的变形控制要求，苏州市七子山垃圾填施加位移约束，坡面边界无约束。埋场老场垃圾土不同土层强度参数如表2所示。苏州七子山垃圾填埋场改扩建工程主要由水平拓表2各层垃圾的抗剪强度参数平均值展库区与竖向堆高库区两部分组成。因此，模型建立时将填埋库区划分为3个填埋分区，其中I号填埋区指位于下游的水平拓展库区；Ⅱ号填埋区指位于原库区45—80m标高范围内的斜坡区域；11I号填埋区指

8、位于原库区8Om标高以上区域。Ⅱ、Ⅲ号填埋区均属于竖向堆高库区，本文主要计算Ⅲ号填埋区竖向堆高对老填埋场的影响。老场及扩建垃圾堆体典型断面分别1．2计算结果分析如图1、2所示，新老场共同作用分区建模如图3所示。1．2．1堆载过程模拟新场垃圾土分为12次模拟堆载，依次为：水平拓展区域，斜坡区域，竖向堆高区域(分为10次堆载，每次堆高4m)。竖向堆高区域堆载过程为：新场垃圾厚度40m，沿高度方向划分l0