随着人们生活水平的不断提高,城市固体废弃物(Municipal Solid Waste简称MSW)的产量急剧增加,将垃圾土在填埋场进行填埋处理是解决生活垃圾的主要方法。为了防止填埋场中产生的滤液、废气向周围环境中迁移,通常在填埋场的底部设置由土工合成材料与压实粘土组成的复合衬垫系统。由于对MSW的工程性质和复合衬里界面的剪切特性认识不够,填埋场失稳在世界各国相继发生。为了对垃圾填埋场的施工与设计提供合理参数,本文系统研究了MSW工程性质和复合衬里界面剪切特性,并建立考虑垃圾坝作用的四楔体模型,对填埋场进行稳定性分析。本文主要内容如下:(1)本文选用湘潭双马垃圾填埋场一期填埋区垃圾土为研究对象,对城市固体废弃物组成、密度、含水率进行分析;同时,利用自制大型直剪仪进行天然状态和饱和状态下直剪试验。研究发现MSW组成成分复杂,密度为小于普通土,所测得含水率小于新鲜垃圾,且变化也不是很大;浸水前后,MSW的剪应力-位移曲线并未发生明显的变化,重塑MSW的抗剪强度指标为:c=41.80kPa,φ=28.39°;饱和重塑MSW的抗剪强度指标为:c=41.11kPa,φ=27.12°,表明水对MSW的抗剪强度特性影响很小,这是因为城市生活垃圾中以密度较小的塑料和纤维材料为主,MSW的强度特性主要取决于这些材料的“加筋”作用。(2)利用自行研制的大型水平界面剪切试验装置,对垃圾填埋场复合衬里界面的力学特性进行试验研究,考虑了相邻土工合成材料之间的相互影响。研究发现复合衬里防渗系统各界面中,土工膜/GCL界面内摩擦角最小,土工布/土工膜界面次之;饱水状态下由于水的“润滑”作用,各界面的内摩擦角均有不同程度降低,其中土工膜/GCL界面降幅最大,降低30.98%,土工布/土工膜界面次之,降低29.66%。土工布/土工膜界面和土工膜/GCL界面为垃圾填埋场潜在的失稳界面。(3)考虑垃圾坝和同一坡面破坏面转移的影响,建立考虑垃圾坝作用的四楔体稳定性分析模型,将填埋场分成五个部分,对各个楔体分别进行静力平衡分析并建立平衡方程,采用matlab软件编程求解安全系数,最后分析MSW抗剪强度参数、垃圾坝、复合衬里界面强度参数以及填埋底部基础参数对填埋场沿着底部复合衬里薄弱面平移滑动的影响。