【摘 要】
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随着“垃圾围城”现象的突显,许多城市都在探索城市生活垃圾无害化处理方式,杭州天子岭垃圾填埋场率先从德国引进MBT(机械生物处理)技术,城市生活垃圾通过MBT工艺的处理,可以从源头上达到减量化、资源化的目标。目前,国外对MBT垃圾的强度特性研究不够深入,国内对此的研究更是匮乏。垃圾的强度特性对填埋场的设计及运行都非常重要,可有效防控垃圾填埋场事故的发生。本文采集杭州天子岭垃圾填埋场中试项目的MBT垃
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随着“垃圾围城”现象的突显,许多城市都在探索城市生活垃圾无害化处理方式,杭州天子岭垃圾填埋场率先从德国引进MBT(机械生物处理)技术,城市生活垃圾通过MBT工艺的处理,可以从源头上达到减量化、资源化的目标。目前,国外对MBT垃圾的强度特性研究不够深入,国内对此的研究更是匮乏。垃圾的强度特性对填埋场的设计及运行都非常重要,可有效防控垃圾填埋场事故的发生。本文采集杭州天子岭垃圾填埋场中试项目的MBT垃圾,考虑三种土工合成材料(土工膜、土工布和土工格栅),每种土工合成材料考虑四级竖向压力(50、100、150和200 k Pa),利用直接剪切仪器,进行了12组MBT垃圾与土工合成材料的界面直剪试验,研究了MBT垃圾与土工合成材料之间的界面摩擦特性;考虑加筋材料类型(土工膜、土工布、土工格栅)、加筋层数(一层、二层、三层)及围压(50 k Pa、100 k Pa、200 k Pa、300 k Pa),利用三轴试验仪器,进行了40组固结不排水试验,研究了土工合成材料加筋MBT垃圾的强度特性,并选取了两个加筋土理论即表观粘聚力理论和半经验公式理论,来验证其是否适用于加筋MBT垃圾。MBT垃圾与土工合成材料的界面直剪试验结果表明:(1)随着剪切位移的增加,土工合成材料与MBT垃圾之间的界面剪应力也在不断增长,且无明显峰值。土工格栅与MBT垃圾之间的界面剪应力最大,其次是土工布,最后是土工膜。(2)MBT垃圾与土工膜、土工布和土工格栅之间的界面摩擦角分别为21.2°、24.7°和26.8°。土工合成材料加筋MBT垃圾的三轴固结不排水试验结果表明:(1)加筋MBT垃圾在25%的轴向应变下,其偏应力仍没有达到峰值,出现了明显的应变硬化现象;加筋效果有明显的滞后性,超过3%轴向应变时,加筋效果才逐渐显现。(2)加筋效果与加筋材料的种类有关,土工格栅的加筋效果最好,土工布次之,土工膜最差;同一加筋材料,20%轴向应变下的强度比大于10%轴向应变下的强度比。(3)加筋MBT垃圾的强度比与围压、加筋层数有关,围压越低、加筋层数越多,MBT垃圾的强度比越大,分别建立了强度比与围压对数、强度比与加筋层数的线性关系表达式。(4)得到了加筋MBT垃圾抗剪强度参数的变化范围,粘聚力范围为3.92-13.69 k Pa,内摩擦角的范围为19°-29°;有效粘聚力的范围为10.10-27.94 k Pa,有效内摩擦角的范围为24°-45°。(5)将试验值与表观粘聚力理论计算值和半经验公式理论计算值进行了比较,偏差在15%以内,表明加筋砂土的表观粘聚力理论和半经验公式理论也适用于MBT垃圾。本文土工合成材料加筋MBT垃圾的三轴试验结果与其他学者所得到的MBT垃圾三轴试验及直剪试验结果进行了对比与分析,研究结果可为MBT垃圾填埋场的设计、运行及稳定性分析提供有价值的参考。
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