壓實(shí)機(jī)位置對(duì)垃圾填埋場邊坡部土工膜受力的影響
摘要:為了評(píng)價(jià)垃圾填埋過程中土工膜端部產(chǎn)生的張拉力, 特別是壓實(shí)機(jī)位置對(duì)邊坡部土工膜受力的影響, 進(jìn)行了模擬試驗(yàn)和數(shù)值分析。采用離心加載模擬試驗(yàn), 得到了壓實(shí)機(jī)位置與短纖維無紡布和土工膜端部張拉力的關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明: 伴隨垃圾壓縮短纖維無紡布和土工膜端部產(chǎn)生張拉力; 當(dāng)邊坡部上方有壓實(shí)機(jī)行走時(shí)端部張拉力會(huì)增加, 壓實(shí)機(jī)越接近邊坡部土工膜端部張拉力越大, 而且端部張拉力的增量超過垃圾重量引起的張拉力。采用有限元算法對(duì)短纖維無紡布和土工膜端部張拉力進(jìn)行了分析, 計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本一致。壓實(shí)機(jī)位置對(duì)邊坡部土工膜端部張拉力的影響比較大。
城市居民的生活垃圾、商業(yè)垃圾、市政維護(hù)和管理中產(chǎn)生的固體廢物, 被收集后除部分被回收再利用和用作堆肥, 大部分直接填埋或被焚燒后進(jìn)行填埋處理[ 1 ]。垃圾在堆放和填埋過程中由于發(fā)酵、雨水淋刷和地表水浸泡而產(chǎn)生滲濾液。滲濾液的成分復(fù)雜, 其中含有難以生物降解的芳香族化合物、鄰苯二甲酸脂、酚類和苯胺類化合物等有害物質(zhì)。垃圾焚燒灰中含有多種重金屬、二惡英以及其他有害物質(zhì), 因降雨形成滲濾液。滲濾液對(duì)地下水會(huì)造成嚴(yán)重污染,主要表現(xiàn)在使地下水水質(zhì)混濁, 有臭味, COD、三氮含量高, 油、酚污染嚴(yán)重, 大腸菌群超標(biāo)等[ 2, 3 ]。地下和地表水體的污染, 會(huì)對(duì)周邊地區(qū)的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活造成嚴(yán)重的影響。為了避免滲濾液污染土地和地下水, 在填埋場設(shè)計(jì)中需要考慮垂直和水平防滲處理, 而采用無紡布、土工膜或GCL 土工毯組成的防滲系統(tǒng)是防滲處理的常用方法[ 4~ 6 ]。但是,由于垃圾重量和壓實(shí)機(jī)械碾壓作用, 伴隨著垃圾的壓縮摩擦應(yīng)力在防滲系統(tǒng)各層材料間傳遞使土工膜受拉。隨著垃圾填埋高度的增加和壓實(shí)機(jī)的行走碾壓, 特別是壓實(shí)機(jī)在邊坡部上方行走時(shí)會(huì)引起土工膜端部張拉力變大并在土工膜中產(chǎn)生局部應(yīng)力增大現(xiàn)象, 超過土工膜的設(shè)計(jì)應(yīng)力或上端部固定重量而破壞, 使得防滲系統(tǒng)失去防滲作用導(dǎo)致滲濾液流入地下, 造成土地和地下水的污染。國內(nèi)外對(duì)防滲系統(tǒng)各層間的摩擦特性試驗(yàn)研究較多[ 7~ 9 ] , 但對(duì)于土工膜端部受力分析的比較少[ 10~ 12 ] , 而關(guān)于壓實(shí)機(jī)位置對(duì)土工膜受力影響的研究則更少。
本研究通過模擬試驗(yàn)獲得壓實(shí)機(jī)在邊坡部上方行走位置與土工膜張拉力的關(guān)系, 并與數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。

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