城市生活垃圾的产量日益增加,如何有效实现城市生活垃圾的减量化、资源化和无害化目标一直是科研工作人员的热点课题。为了弥补传统垃圾处理方式的不足,我国杭州天子岭垃圾填埋场首次引进德国的机械生物处理技术(Mechanical-Biological-Treatment),作为试点项目对杭州天子岭的垃圾进行处理,处理后的产物称为MBT垃圾。MBT垃圾与新鲜城市生活垃圾相比,物理特性和力学特性都发生了明显的变化。若对MBT垃圾进行填埋,就不能用传统城市生活垃圾的物理特性和力学特性来分析MBT垃圾填埋的设计和运营。由于国内对MBT垃圾的研究稀少,也没有MBT垃圾填埋场的设计规范和标准,若盲目堆高很容易造成填埋场的不均匀沉降、滑坡等灾难性后果,同时带来严重的经济损失和生态污染,所以研究MBT垃圾的物理特性和力学特性十分重要。本文以国家自然科学基金-面上项目“基于MBT技术的生活垃圾强度特性及其强度机理研究”(51678532)和“MBT垃圾渗透与变形的相关性及其相互作用机理研究”(51978625)为依托,主要研究了 MBT垃圾的压缩特性。在研究MBT垃圾的组分、颗分、含水率、比重等物理特性的基础上,对MBT垃圾进行了多组室内压缩试验。试验考虑垃圾组分、加载方式、试样尺寸、是否饱和、压缩时间、温度等因素,研究了MBT垃圾的压缩特性及卸荷之后的回弹特性。最后根据压缩曲线和已有的文献总结,得到MBT垃圾的非饱和长期压缩计算模型。研究结果表明:1.物理试验(1)MBT垃圾主要由纸、橡胶塑料、纺织品、木头、陶瓷碎石、玻璃、金属、土及不可分辨物组成。其中橡胶塑料组分在MBT垃圾中百分比含量最大,纸的百分比含量最低。(2)MBT垃圾的不均匀系数Cu大于5,曲率系数Cc在1～3之间,级配良好。M1和M2试样的含水率分别为20.21%和15.41%;比重分别为1.58和1.38。2.压缩试验2.1多级短期压缩-回弹试验:(1)MBT垃圾的瞬时压缩完成时间接近24小时。(2)在多级-回弹压缩试验中,压缩和回弹阶段的孔隙比和荷载对数的关系符合一次函数关系。(3)试验得到了 MBT垃圾的主压缩指数Cc分别为1.001,0.986;修正主压缩指数C’c分别为0.223,0.251。(4)压缩系数a和压缩模量Es受应力区间的影响。(5)MBT垃圾的压缩应变主要由塑性变形和可忽略的弹性变形组成。2.2单级短期压缩试验:(1)非饱和、饱和试样压缩过程中压缩应变与压缩时间对数符合一次函数关系。(2)非饱和、饱和试样的压缩应变是关于压力P、时间t的复合函数。但是饱和试样的压缩性更大2.3单级长期压缩试验:(1)长期压缩过程可划分为瞬时压缩阶段、机械蠕变阶段、生物降解压缩阶段。瞬时压缩阶段主要是由施加的荷载引起,机械蠕变是蠕变作用引起,生物降解压缩阶段主要是由MBT垃圾中有机质组分降解引起。(2)两组试样的机械蠕变阶段的次压缩指数C’ac-分别为0.022和0.015;生物降解压缩阶段的次压缩指数C’ab分别为0.174和0.127。(3)压缩系数与温度的关系表现在:机械蠕变阶段,次压缩指数C’ca随温度的升高而略有增加;而在生物降解压缩阶段则迅速增加,C’cb与温度之间的关系可用指数模型表示。(4)MBT垃圾的压缩性受尺寸影响非常小,可以忽略不计。(5)根据试验结果和文献总结,建立非饱和MBT垃圾的单级长期压缩计算模型。本文考虑垃圾组分、加载方式、试样尺寸、是否饱和、压缩时间、温度等因素,研究MBT垃圾的压缩特性及卸荷之后的回弹特性。基于试验的MBT垃圾的压缩特性参数,得到MBT垃圾的非饱和长期压缩计算模型。研究结果可为MBT垃圾填埋场沉降预测和库容估算提供参考。