填埋层空气状况对填埋初期渗滤液水质的影响

渗滤液的回灌可以加速填埋场的稳定化 ,降低渗滤液的有机物浓度 .但填埋初期进行渗滤液的直接回灌 ,会导致垃圾层内有机酸的积累 ,阻碍甲烷化过程的建立 .通过实验室模拟 ,研究了垃圾层中空气状况对填埋初期渗滤液直接回灌出水水质的影响 .研究结果表明 :向填埋层供给少量空气 ,就可以解决填埋初期渗滤液直接回灌产生的有机酸积累问题 ,使渗滤液中的有机物迅速降解 .     

考虑二维降雨入渗的非饱和土边坡稳定性分析

以非饱和土边坡体积含水率为控制变量,基于非饱和土水分运移基本方程建立了二维降雨入渗计算模型,并编制了计算程序.充分考虑降雨中的水平和垂直入渗及降雨过程中土体入渗能力的变化,建立了可考虑体积含水率变化的非饱和土边坡稳定性分析模型,实现了边坡稳定性的实时分析,并可搜索最危险滑裂面.通过具体工程案例的分析可知,边坡中的体积含水率与边坡的稳定性有密切的关系,其中边坡初始含水率影响最大,而降雨强度则较小.降雨对浅层边坡稳定性影响较大,随着降雨时间的增加,含水率由浅到深逐渐减小,而最危险滑裂面则逐渐向浅层移动.     

基于正态分布概率模型的渗滤液回灌影响分析

渗滤液回灌能有效加速填埋场的稳定并处理多余的渗滤液,而预测回灌过程中渗滤液的运移规律对于合理设置回灌井的间距和数量具有重要的意义.考虑了垃圾体的非均质性,建立了垃圾体的渗透系数随空间正态分布变化的概率模型.利用COMSOL Multiphysics?软件,首先对单孔隙度的横纵向均质模型和正态分布模型的渗透系数以及压力水头进行了比较,其次研究了在横纵向渗透系数比值、回灌速率和回灌时间等不同影响因素下,均质模型和正态分布模型的含水率以及横向影响范围的变化规律.结果表明,随着横纵向渗透系数比值的增加,最终在100 d时:均质模型的含水率由0.609增加到0.68,横向影响范围从4.842 m增加到6.79 m;正态分布模型的含水率由0.573增加到0.610,横向影响范围从4.097 m变为4.04 m.这说明横纵向渗透系数比值对正态分布模型的含水率和渗滤液横向影响范围的影响明显高于均质模型.而当回灌速率和回灌时间相同时,正态分布模型渗滤液的渗流速度更快,易于优先达到饱和含水率,并在短暂的峰值后迅速下降,且随着回灌速率和回灌时间的增加,达到饱和含水率和峰值的时间也逐渐增加.     

基于正态分布概率模型的渗滤液回灌影响分析

渗滤液回灌能有效加速填埋场的稳定并处理多余的渗滤液, 而预测回灌过程中渗滤液的运移规律对于合理设置回灌井的间距和数量具有重要的意义. 考虑了垃圾体的非均质性, 建立了垃圾体的渗透系数随空间正态分布变化的概率模型. 利用 COMSOL Multiphysics^® 软件, 首先对单孔隙度的横纵向均质模型和正态分布模型的 渗透系数以及压力水头进行了比较, 其次研究了在横纵向渗透系数比值、回灌速率和回灌时间等不同 影响因素下, 均质模型和正态分布模型的含水率以及横向影响范围的变化规律. 结果表明, 随着横纵向渗透系数比值的增加, 最终在 100 d 时: 均质模型的含水率由 0.609 增加到 0.68, 横向影响范围从4.842 m 增加到 6.79 m; 正态分布模型的含水率由 0.573 增加到 0.610, 横向影响范围从4.097 m 变为 4.04 m. 这说明横纵向渗透系数比值对正态分布模型的含水 率和渗滤液横向影响范围的影响明显高于均质模型. 而当回灌速率和回灌时间相同时, 正态分布模型渗滤液的渗流速度更快, 易于优先达到饱和含水率, 并在短暂的峰值后迅速下降, 且随着回灌速率和回灌时间的增加, 达到饱和含水率和峰值的时间也逐渐增加.     

垃圾渗滤液的环境污染特征及其研究进展

垃圾卫生填埋因操作简单、处理量大而成为我国处理城市生活垃圾的主要方法,其所产生的垃圾渗滤液因含有高浓度的有机污染物对地表水、地下水及土壤环境产生严重的污染.概述了垃圾渗滤液的产生及其污染特性;介绍了垃圾渗滤液对水环境的影响;重点阐述了垃圾渗滤液在土壤环境中的吸附行为与生物降解及其在土壤中的迁移行为,以及对土壤重金属环境行为的影响.     

新疆粉土类斜坡水劣化变形破坏试验及模拟研究

含水率对于粉土强度特性影响较大。尤其是对于粉土类土质边坡,天然状态下稳定性较好,但遇到暴雨或者持续性降雨等情况下,容易触发不稳定斜坡发生滑动。以乌鲁木齐某地铁沿线土质斜坡为例,现场取样后通过人工改变粉土含水率进行三轴压缩试验,综合分析围压及含水率对抗剪强度耦合影响,并将不同含水率下的强度参数运用至三维颗粒流程序(PFC)建立的边坡模型,研究边坡的变形破坏特征。结果显示:内摩擦角随着含水率的增加而不断减小,黏聚力则随着含水率的增加呈现出先增大后减小的变化特征,且下降幅度远大于上升量。抗剪强度与黏聚力具有相近的变化规律。土体强度衰减后,斜坡的变形破坏机理表现为后缘拉裂-坡体中部牵引-前缘剪出的特征。以滑带节理裂隙和滑体位移的分布为评价指标,从微观角度研究随着粉土含水率的增加,坡体变形破坏发展全过程。为该类滑坡在降雨作用下的稳定性评价及防治提供理论支撑。     

不同初始条件下土体污染后的物理力学性质变化实验研究

土体的物理力学性质在受污染后会发生改变,同时也受到不同初始条件的影响。通过室内土工试验研究不同含水率、颗粒及矿物组成等初始条件下土体受重金属及汽油污染前后的主要物理力学性质变化规律。结果表明:随着初始含水率的增大,污染前后土体的密度均增大,当初始含水率低于最优含水率时,污染前后粉质黏土的密度变化率更大;当土体初始含水率低于最优含水率时,随着初始含水率的增加,污染粉质黏土的塑限增大而液限减小;高于最优含水率后,塑限减小而液限增大;污染前后粉质黏土的压缩系数及其相对变化率随着含水率的增大均呈增大趋势;粉质黏土的黏聚力污染前随着含水率的增大而减小、污染后则随着含水率的增大总体上呈现先减小后增大的趋势;污染前后内摩擦角均随着含水率增大而降低,低含水率时下降速率较缓,大于最优含水率后下降速率增大。土体颗粒及矿物组成对污染物污染效果也有很大的影响,总体而言,细砂相较粉质黏土在同样初始含水率及污染物作用后物理力学性质更加稳定。     

填埋方式对生活垃圾填埋处理产物及稳定性的影响

为研究填埋方式对生活垃圾填埋处理产物及稳定性的影响,采用模拟试验方法研究好氧生物反应器、厌氧生物反应器、准好氧填埋和传统厌氧填埋等工况下垃圾固相(挥发性固体质量百分比VS、生物可降解度BDM、纤维素质量百分比、纤维素与木质素质量比C/L)、渗滤液(化学需氧量CODcr质量浓度、生物需氧量BOD5质量浓度、BOD5与CODcr质量浓度比B/C、总氮质量浓度TN、氨氮质量浓度NH3-N)和填埋气(甲烷CH4、二氧化碳CO2)等参数随时间变化。结果表明:生物反应器填埋(好氧或厌氧)能提高垃圾降解速率、加速垃圾稳定化。好氧生物反应器填埋对垃圾固相VS、BDM、纤维素的降解率分别达到57.5%、71.4%和93%,稳定化时间较厌氧生物反应器填埋缩短60%以上;渗滤液回灌加速降解渗滤液中小分子有机物:好氧生物反应器(189d)和厌氧生物反应器(596d)中CODcr和BOD5的降解率分别达到96%和99%,而且好氧生物反应器中TN和NH3-N的去除率分别达到96%和99%;厌氧生物反应器填埋利于甲烷气体集中产生和提高甲烷产率,好氧生物反应器和准好氧填埋能大大削减温室气体排放。     

含水率对生活垃圾炉渣强度特性的影响

生活垃圾炉渣可以作为新型路基材料使用,为研究含水率对其强度特性的影响,首先对其材料特性进行分析,其次对含水率10%~20%范围内的垃圾炉渣进行超声波波速试验、饱和三轴固结排水剪切试验及无侧限抗压强度试验.结果表明:垃圾炉渣的主要成分为SiO_2,最佳含水率约为15.5%,最大干密度约为1.52g·cm~(-3),属于级配良好砾类土;含水率对垃圾炉渣的强度具有影响,含水率10%~20%范围内的垃圾炉渣的超声波波速、最大主应力差及单轴抗压强度随初始制样含水率的增加表现为先增加后减小的趋势,含水率约15%时达到峰值;基于弹性理论,得到了不同含水率时炉渣的泊松比、粘聚力及单轴抗压强度的关系,可为深入分析炉渣的强度特性提供理论依据.     

广西石漠化地区坡面土壤团聚体稳定性研究

为了研究广西石漠化地区坡面土壤团聚体的稳定性,采用简化的湿筛方法,分析在不同初始含水率和浸润时间条件下,广西省河池至都安高速公路段黄色石灰土中占绝对多数的5 mm团聚体的稳定性情况。结果表明:浸润时间在10~40min范围内变化时,小于某粒径土壤团聚体百分含量随浸润时间的增加呈近似线性增加,土壤团聚体遇水破裂的过程主要发生在被浸润前10 min;初始含水率从12.82%增加至21.14%时,土壤团聚体稳定性变化较大,在初始含水率为12.82%时,大颗粒团聚体破裂得最快最彻底;初始含水率在21.14%~37.87%范围内变化时,土壤团聚体稳定性变化趋势相对稳定。建议在广西石漠化地区气候长期干燥,即将降雨的情况下,对坡面土壤进行洒水预湿处理,提高土壤含水率,增加土壤团聚体稳定性,减少坡面土壤侵蚀。     

建筑垃圾改良黄河冲积粉土的力学特性试验研究

为了解决黄河冲积粉土工程性质较差这一问题,首先用建筑垃圾对黄河冲积粉土进行改良,然后通过试验研究了不同掺量的建筑垃圾对黄河冲积粉土力学特性的影响.试验结果表明：掺比20%以上的建筑垃圾能够显著提高黄河冲积粉土的最佳含水率;经建筑垃圾改良的黄河冲积粉土的压缩系数α_1-2随着建筑垃圾掺量的增加而减小,渗透系数则随着建筑垃圾掺量的增加而增加,这表明使用经建筑垃圾改良的黄河冲积粉土作为路基填料,可减小路基变形,提高路基的水稳定性;掺入粒径在1～2 mm之间的建筑垃圾虽然会降低黄河冲积粉土的强度,但能显著提高黄河冲积粉土的内摩擦角.本研究可为黄河冲积粉土改良工程提供参考.     

降雨对炭质泥岩-土分层路堤渗流与变形影响的模型试验

为研究降雨入渗对炭质泥岩-土分层路堤渗流特征与稳定性的影响,基于室内模型试验,利用含水率、张力计、土压力盒等测试元件,开展炭质泥岩-土分层路堤渗流及变形特性对降雨响应的物理模型试验。研究结果表明:在降雨条件下,边坡内部土体含水率(基质吸力)的变化规律可以归纳为基本稳定、快速增长(降低)、缓慢增加(降低)与持续降低(升高)共4个阶段,分层填筑路堤中的低渗透性土层能降低雨水在高渗透性土层中的迁移速率;在降雨过程中,坡体内部土体含水率的升高幅度与高程成反比,含水率的下降幅度与高程成正比,含水率的响应时间、升降幅度与距坡面的距离成反比,基质吸力随时间的变化规律与含水率随时间的变化规律基本相反;降雨开始后,坡脚下部土体应力沿坡体内部水平指向坡面的方向先增大后减小,坡顶水平位移沿坡体内部水平指向坡面的方向、坡顶竖直位移沿竖直向下的方向持续增大,坡脚下部土体应力、坡顶位移的变化与边坡稳定性的变化具有较大的相关性。     

填埋层空气状况对渗滤液中氮成分变化的影响

渗滤液回灌厌氧填埋层可以有效降解渗滤液中的有机物 ,但却对氨氮去除无效 ;而且由于有机物降解的加速 ,使回灌后渗滤液中氨氮的质量浓度比常规垃圾填埋场更高 ,从而导致渗滤液必须再经过复杂的物化处理后才能达标排放 .为此 ,通过实验室模拟 ,研究了垃圾层中空气状况对回灌渗滤液出水中氮成分变化的影响 .结果表明 :只要向填埋层供给少量空气 ,就可有效降低渗滤液中氨氮的质量浓度 ,从而减轻渗滤液后续处理的压力     

垃圾生物稳定化预处理中填埋污染潜力的变化

实验测定生活垃圾填埋前生物稳定化预处理过程的相关指标,探讨生物稳定化处理对削减生活垃圾填埋污染的作用.结果表明:经44d两阶段(快速降解阶段+后腐熟阶段)生物稳定化处理后,生活垃圾重量减少约70%(湿重).生活垃圾中易降解有机组分明显减少,生物稳定性强的木质纤维素类约占有机物62%(干重);好氧呼吸速率(AT4)下降80%;填埋物的甲烷年排放估算值下降约80%.生活垃圾浸出液的化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)下降达90%以上;总氮(TN)和氨氮(NH4-N)最终质量浓度分别为峰值的60%和20%.说明经生物稳定化预处理后垃圾的填埋污染潜力明显下降.     

压实土孔隙结构特性演化的定量分析

人工压实土被广泛用于土石坝、路基与垃圾填埋场等重要土工构筑物,其工程力学特性的控制与评诂是土工构筑物长期稳定性的关键.压实土工程力学特性控制的主要内因在于制备形成的孔隙结构,而压实土的孔隙结构主要受土体的初始状态影响.开展了粉土与黏土压实孔隙结构影响因素的研究,同时利用低场核磁共振技术对孔隙结构演化进行定量测定.结果 表明:初始含水率、干密度对压实土的孔隙大小及分布有重要影响,且这种影响对粉土与黏土并不相同.压实土的优势孔径随初始含水率的增大先增加后减小,同时干密度增大抑制了初始含水率对压实土孔隙结构的影响.研究识别了压实细粒土孔隙结构演化定量表征的关键参数.     

基于PFC模拟的坡面物源体启动机理

松散物源体含水率是反映降雨入渗程度的重要参数,对研究坡面泥石流的启动机理具有重要意义.以北京西山门头沟区清水镇扫帚港沟为例,在野外详细调查的基础上,采用室内直剪试验,研究了松散物源体在4种不同含水率水平下的强度特性,借助于PFC数值模拟手段,探讨了不同含水率下坡面泥石流启动的内在力学机制和外在表现形式.结果表明:松散物源体抗剪强度随含水率的增加而减小,随着含水率的增大,其内聚力和内摩擦角均呈减小的趋势.当含水率达到25%～30%时,松散物源体强度骤减,原有平衡状态被打破,坡趾碎屑物率先失去支撑牵引后部土体发生坍滑,产生由前至后的溯源破坏,并加速形成坡面泥石流.     

降雨入渗条件下路堑边坡稳定性

分析了降雨入渗对路堑边坡稳定性的影响机理和特性,以非饱和渗流理论为基础,建立了入渗条件下的流-固耦合数学模型及SWCC模型模型,并根据现场土质特性对广东某环城高速公路堑边坡在不同降雨强度下的坡内水压力和流速分布进行了预测,并计算得到了降雨入渗后的安全系数.结果表明:随着土体含水率增加,内摩擦角和粘聚力下降导致抗剪强度急剧下降,是边坡失稳的根本原因; 随着降雨强度的增大,最小安全系数不断减小.     

飞灰的自然老化及其对重金属浸出性的影响

实验研究了不同初始含水率下生活垃圾焚烧飞灰的自然老化行为．通过分析老化一个月后飞灰的颗粒形貌、矿物组成、重金属形态分布和浸出特性，从机理上讨论了飞灰的自然老化过程．结果表明，飞灰在老化过程中pH降低，但仍具有较强的酸中和能力；所含的水溶性盐分减少；Pb和Zn的迁移性大大降低，Cd和Cr的浸出量稍有增加，Hg，As，Ni和Cu的浸出特性等性质变化不大．老化过程主要为水合反应和金属的碳酸盐化；当飞灰含水率较低（〈20％）时，飞灰的自然老化速率受石灰等碱性物质的溶解过程控制；而当飞灰含水率增至40％以上时，CO2的气液传质阻力成为飞灰自然老化速率的制约因素．老化后，飞灰中重金属仍不具有长期稳定性．     

饱和渗透系数空间变异性对边坡稳定性的影响

研究了降雨雨型、雨强和持时对边坡孔隙水压力分布的影响以及降雨入渗条件下饱和渗透系数的空间变异性对孔隙水压力、含水率、抗剪强度参数、局部安全系数等参数空间分布的影响。研究结果表明,降雨特性对边坡孔隙水压力的影响较大;受渗流主方向影响,降雨条件下饱和渗透系数的水平波动尺度对孔隙水压力及含水率的变异性影响小于竖向波动尺度,降雨致滑坡的临界滑面基本与坡面平行且深度较浅;随着饱和渗透系数水平波动尺度的增加,滑坡深度随之增大,从总体上坡体上部局部安全系数随饱和渗透系数竖向波动尺度的增加而减小。     

前期降雨对非饱和覆盖层边坡性状及稳定性的影响

基于非饱和渗流及非饱和抗剪强度理论,以前期降雨强度为变量,对考虑前期不同降雨强度下的边坡体积含水率、有效应力场、位移场以及边坡稳定性变化过程进行数值模拟分析,得到前期降雨强度变化对覆盖层边坡性状以及稳定性的影响。研究结果表明:前期降雨强度越大,无差别降雨作用后边坡各位置含水率越大,对边坡最终含水状态起决定性影响的是前期降雨强度;无差别降雨过后,边坡相同位置的有效应力与前期降雨强度成反比,边坡深部有效应力下降幅度较小而边坡坡脚处有效应力下降幅度较大,边坡坡脚处位移与前期降雨强度呈正比;无差别降雨过后,边坡安全系数随着前期降雨强度的增大而减小,前期降雨对边坡稳定性的影响主要表现在前期降雨强度越大,边坡初始安全系数越小。