城市生活垃圾卫生填埋场防渗材料的力学性能研究

论文摘要

随着城市的发展,人口的增加,生活垃圾的产生量越来越大。填埋场以其巨大的垃圾容纳能力、简单的堆填技术以及廉价的处理成本逐渐成为主要的垃圾处理方式。在填埋场的建设中,耗资最大的是土建工程,土建工程的核心是防渗工程。填埋场的防渗工程主要分为两部分,水平防渗工程和垂直防渗工程。为了提高防渗效果,近几年来的填埋场设计均使用水平垂直相结合的防渗措施。填埋场水平防渗材料的应用是水平防渗工程的关键所在。目前,最为合适的水平防渗材料是高密度聚乙烯土工膜。高密度聚乙烯膜有良好的抗渗性和抗老化性,但是其抗刺破能力和拉伸强度不强。通过对高密度聚乙烯屈服及破坏过程的分析,发现,Griffith理论可以很好的解释高密度聚乙烯膜刺破阶段的破损,J积分可以解释填埋场不均匀沉降情况下高密度聚乙烯膜的破损过程。同时,这两种理论参数较少,便于计算。以某填埋场的设计为例,通过数值的方法模拟了填埋场建成后,高密度聚乙烯膜的变形发展,即:填埋场的底部区域,高密度聚乙烯膜整体位移,基本没有变形,填埋场的边坡区域,高密度聚乙烯膜有拉伸现象,可以在边坡区域预设多余的高密度聚乙烯土工膜来解决。塑性混凝土的配比设计是填埋场垂直防渗工程的关键所在。通过大量的配比实验,发现当水胶比大于1.4时,会出现严重的泌水现象;当水胶比小于0.8时,拌合物难以搅拌;当膨润土含量大于70%时,强度难以保证。拌合物的流动性随水胶比的增大而增大,随膨润土含量的增大而减小;强度随着龄期的增长而增大,随水胶比的增大而减小,随膨润土含量的增大而减小;渗透系数随水胶比的增大而增大,随膨润土含量的增大而减小。砂率、外加剂对混凝土的强度和渗透性影响不大。以某填埋场的设计为例,通过数值的方法模拟了用塑性混凝土作为防渗墙的渗流发展情况,并于粘土防渗墙作对比,得出塑性混凝土防渗墙具有优越性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 城市生活垃圾的处理方法
• 1.2 填埋场的防渗系统
• 1.3 填埋场防渗系统材料的研究现状
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 工程背景
• 2.1 填埋场的地质概况
• 2.2 填埋区平面布置与设计
• 2.2.1 平面布置设计原则
• 2.2.2 填埋区平面布置
• 2.3 填埋场的防渗工程设计
• 2.3.1 水平防渗工程
• 2.3.2 垂直防渗工程
• 2.4 本章小结
• 第三章 高密度聚乙烯的力学性质
• 3.1 高密度聚乙烯的屈服及破坏过程分析
• 3.2 高密度聚乙烯的微观强度理论
• 3.3 高密度聚乙烯的宏观强度理论
• 3.3.1 Griffith 理论
• 3.3.2 J 积分
• 3.3.3 Tensar 经验公式
• 3.4 本章小结
• 第四章 高密度聚乙烯在填埋场中的应用及其数值模拟
• 4.1 高密度聚乙烯的设计
• 4.2 高密度聚乙烯膜的破坏
• 4.3 高密度聚乙烯膜的施工
• 4.4 高密度聚乙烯膜的应用分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 塑性混凝土的力学性质
• 5.1 试验设计
• 5.2 实验结果及分析
• 5.2.1 坍落度和扩展度
• 5.2.2 密度
• 5.2.3 抗压强度
• 5.2.4 渗透系数
• 5.2.5 对比实验
• 5.3 本章小结
• 第六章 塑性混凝土墙在填埋场中的应用及其数值模拟
• 6.1 填埋场的垂直防渗设计
• 6.2 塑性混凝土防渗墙的施工方法及比较
• 6.3 塑性混凝土墙的应用
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文