填埋是城市固体废弃物(MSW)最常用的处置方法。目前国内各填埋场普遍存在水位雍高现象,这可能直接引发堆体失稳、渗滤液污染及填埋气受抑制等问题;此外,常用的降水方法难以有效控制堆体内水位。这些问题均与堆体的渗透特性密切相关。城市固体废弃物组分多样、尺寸不一,加之分层填埋的作业方式及塑料、纸质等扁平颗粒的存在,使得垃圾呈现出明显的成层性与各向异性;且垃圾内部多尺寸孔隙并存,堆体内渗流具有明显的优先流效应。垃圾作为一种非均质的多孔介质,渗透系数是介质特性的函数,介质特性主要包括垃圾的颗粒形状及尺寸、孔径及孔隙分布等,介质特性的多样性引起内部结构的多样性,因此垃圾渗透系数也是内部结构的函数。基于此,本文从垃圾结构及渗透系数两个方面入手,通过试验测试、理论分析,揭示垃圾内部渗流机理及渗透特性规律,主要研究内容及成果包括:(1)从杭州某填埋场不同埋深处取样,通过对垃圾进行筛分与分拣,获得垃圾组分随埋深的变化规律。发现城市固体废弃物中细颗粒(0D,即粒径<2cm)占比几乎均超过50%,粗粒中2D颗粒所占比例最高。(2)根据“杭州市城市生活垃圾组分数据”人工统一配制生活垃圾1 t并放入自制降解仪中进行降解,每3个月取出试样测定其沉降量、组分含量及纤维素木质素比值以表征垃圾降解程度。(3)对降解3个月的垃圾分别采用单点注射、染色切片、CT扫描3种方法来描述垃圾结构,并基于CT扫描结果及考虑优先流与各向异性的饱和渗流模型,计算出垃圾双向渗透系数。试验发现染色切片、CT扫描等方法能较好的揭示垃圾结构特征,垃圾内部存在明显的大孔隙与成层结构;考虑优先流与各向异性的饱和渗流模型所预测的渗透系数能较好拟合三轴试验结果。(4)通过自制双向渗透仪测定不同龄期、不同荷载作用下垃圾的双向渗透系数。结果表明:垃圾的渗透系数随降解龄期与上覆压力的增大而减小。与上覆压力相比,降解龄期对渗透系数的影响较小,其影响基本在一个数量级内;各向异性值随有效应力的增大而减小,当荷载由0kPa增加至400kPa时,各向异性值在0-12范围内。(5)基于所得垃圾渗流规律,对上海老港五期综合生活垃圾填埋场进行渗滤液产量评估计算。结果表明:随着垃圾堆填,渗滤液产量、产率均不断提升;与降雨入渗引起的渗滤液产量相比,垃圾自身渗滤液产量在渗滤液总产量中占比较大,约在52%(雨季)-96%(旱季)范围内。