城市固体废弃物沉降模型研究现状及其进展.pdf

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1、第46卷第4期大连理工大学学报Vol.46No.42006年7月JournalofDalianUniversityofTechnologyJul.2006资深教授学术论文专栏文章编号:1000-8608(2006D04-0615-10城市固体废弃物沉降模型研究现状及其进展孔宪京孙秀丽(大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024D摘要:城市固体废弃物(MSWD的沉降问题是卫生填埋法处理城市垃圾中的重点问题之一现场监测和室内试验是建立合理计算模型的首要前提.但是无论是现场试验还是室内试验试验设备和技术方法还不成熟有待进一步规范化.在室内外试验的基础上各国学者相继提出了

2、以传统土力学理论为基础的沉降计算模型~各种经验模型~流变模型~专门描述生物降解沉降计算模型以及综合模型.对上述沉降计算模型的提出背景及应用条件进行了简要评述.MSW特殊形成过程使其组成具有复杂性~多样性以及地域相关性等特点造成现有模型存在一个共同问题即模型参数的敏感性问题这也是现有模型无法推广应用的重要原因之一.因此沉降模型研究的重点问题之一就是模型参数随着时间~空间~应力以及生物降解~垃圾组成等因素的变化规律.考虑MSW的物理~化学~生物及力学特性建立综合的MSW沉降计算模型是今后研究的热点和难点.关键词:城市固体废弃物G室内试验G现场监测G沉降模型G模型参数中图分类号:P315

3、.9GTU311.3文献标识码:A0引言1城市固体废弃物沉降的研究方法城市固体废弃物(MSWD的沉降问题自卫生现场和室内土工试验是岩土工程中的两个重填埋场出现以来一直受到国内外岩土工程师及环要技术环节[10].室内模拟试验以及大规模现场长境岩土工程工作者的高度重视.目前对MSW沉时间监测同样也是研究MSW变形特性的两个重降测试技术及理论模型的研究已取得了较大的进要且必不可少的手段.相比来讲无论是室内试展在室内试验及现场测试的基础上结合经典土验还是现场试验国内的试验数据比较贫乏室内力学理论提出了许多MSW沉降预测模型.而作外试验技术和方法还需要进一步完善和改进.为一种特殊的土体MSW

4、表现出了固体颗粒的1.1室内试验研究可压缩性[1~2][1~3~5]~变形的时间相关性~非线性~室内试验具有可以控制试验条件及操作方便应力相关性[6~7][1~8][1]以及可~非饱和性~各向异性等优点是研究一般土体变形特性重要的~必不可生物降解性[1~3~8]等特点特别是其特殊的填埋工少的手段之一.同样对于MSW而言深入了解艺过程使得MSW受力多为循环加载并伴随固其物理~化学~力学及生物特性必须借助相关的室体颗粒的减少单一地依靠经典土力学理论就显内试验手段来完成.在MSW变形特性的研究中得无能为力了.尽管MSW的沉降行为已经为研国内外学者通过不断地改进传统试验设备及方法究者所理解

5、但是还没有建立一个合适的模型或来适应MSW的大变形~可生物降解和时间相关者说还没有一个被大家普遍接受的模型用来预测性等特殊性质.这一行为[9].为了更真实地反映MSW的变形特早期研究MSW的压缩变形特性是以土力学性国内外许多学者尝试引入其他相关学科的理理论为基础进行的试验设备主要采用改进的一论和试验技术来研究MSW的变形特性并建立其维压缩试验仪以测定MSW的主压缩特性指标沉降计算模型.收稿日期:2006-04-28G修回日期:2006-06-02.基金项目:国家自然科学基金资助项目(重点项目50538080D.作者简介:孔宪京(1952-D男博士教授博士生导师.6l6大连理工大学学

6、报第46卷为主.刘荣等[ll]通过自制的沉降试验装置(仪器示意图如图l所示)基于传统土力学压缩试验方法研究了MSW的压缩特性试验方法按照<土工试验规程(SLZ37l)执行但没有考虑生物降解作用的影响.随着对MSW特性及填埋场条件的深入了解在研究MSW变形的基础上将生物降解特性考虑在内同时也对压缩试验设备进行了进一步改进增加了收集渗滤液及反应气的功能.朱青山等[lZ]采用简易的聚乙烯桶在恒定压力(50kpa)作用下研究了MSW的变形及生l试验筒;Z底座;3排水口;4沉降仪;5刻度盘;物降解特性装置示意图如图Z所示.谢强[l3]利6砝码;7支架;8砂袋;铜丝;l0排气管;ll沉用自制的

7、蠕变压缩试验仪(试验装置示意图如图降片;lZ反滤层3所示)采用土体蠕变试验中的分别加载方式图l沉降试验装置示意图研究了MSW的蠕变变形特性.Z0世纪70年代出fig.lConfigurationofsettlementtestset现了生物反应器填埋场(bioreactorlandfill简称BRL)的概念这种填埋场的操作过程及环境条件与传统垃圾填埋场有显著的区别BRL是一个可控的大型生物反应器主要特点之一就是通过渗滤液回灌等手段加速垃圾生物降解.因此在室内试验设备中