摘要：為了評價垃圾填埋過程中土工膜端部產(chǎn)生的張拉力, 特別是壓實機位置對邊坡部土工膜受力的影響, 進行了模擬試驗和數(shù)值分析。采用離心加載模擬試驗, 得到了壓實機位置與短纖維無紡布和土工膜端部張拉力的關(guān)系。試驗結(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)邊坡部上方有壓實機行走時端部張拉力會增加, 壓實機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。采用有限元算法對短纖維無紡布和土工膜端部張拉力進行了分析, 計算結(jié)果與試驗結(jié)果基本一致。壓實機位置對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。滲濾液對地下水會造成嚴重污染,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、酚污染嚴重, 大腸菌群超標(biāo)等[ 2, 3 ]。地下和地表水體的污染, 會對周邊地區(qū)的環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展和人民生活造成嚴重的影響。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機械碾壓作用, 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機的行走碾壓, 特別是壓實機在邊坡部上方行走時會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)外對防滲系統(tǒng)各層間的摩擦特性試驗研究較多[ 7～ 9 ] , 但對于土工膜端部受力分析的比較少[ 10～ 12 ] , 而關(guān)于壓實機位置對土工膜受力影響的研究則更少。

本研究通過模擬試驗獲得壓實機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)值計算結(jié)果進行比較。

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