城市固体废弃物填埋体边坡稳定分析及工程控制措施

论文摘要

随着我国城市化水平的提高,城市固体废弃物（Municipal Solid Waste,简称MSW）的产量急剧增加。为了扩大填埋场的容量,填埋体的高度越填越高,在原有填埋场基础上的扩建工程也屡见不鲜,由于对MSW的强度特性认识不足,世界各国相继发生了填埋场的失稳,给当地带来了人员和财产损失,也带来了巨大的环境灾难。为了对已建填埋场进行正确的评估及对现代卫生填埋场进行合理的设计,本文通过现场监测与室内试验研究了MSW的强度特性,对MSW填埋体的稳定分析方法、关键参数取值及评价标准做了系统的分析,并专门的讨论了填埋场内污泥坑对稳定的影响,提出了填埋体失稳边坡的综合治理措施及后续填高堆体长期水位控制措施。在苏州市七子山垃圾填埋场和深圳市下坪固体废弃物填埋场进行了现场测试,并做了室内试验。根据现场测试及室内试验结果,发现MSW密实度及强度随深度增加而增大,凝聚力随填埋深度逐渐减小,摩擦力随填埋深度逐渐增加。由于垃圾堆体中往往存在多个中间覆土层,因此存在多层渗滤液水位。总结了MSW填埋体边坡的失稳模式及常用的稳定分析方法。利用稳定分析可知,垃圾均质化计算结果与垃圾分层计算结果相比稍微偏于保守一些,随渗滤液水位的增高,两者的差值逐渐减小。当存在多层渗滤液水位时,稳定性分析中可取最下层主水位线作为替代水位线。MSW填埋体稳定性分析中将复合衬垫系统模拟为1.0m厚软弱土层的方法是合适可行的。MSW填埋体的稳定安全系数随MSW重度减小而减小,随边坡坡比增大而减小。渗滤液水位对填埋体的稳定安全系数的影响非常显著,在渗滤液水位超过0.5h／H时,渗滤液水位每增高10%,稳定安全系数降低约25%,且降低的速率越来越显著。对于填埋体内部破坏模式,渗滤液水位控制标准建议取为0.7h／H。场底复合衬垫系统薄弱界面易发生位移-软化效应,其界面强度在斜坡段取残余强度参数,在场底水平或接近段取峰值强度参数。填埋体垃圾填埋作业禁止在污泥坑上及附近进行,污泥坑周边需要保留50m的安全区域。污泥坑的存在严重削弱了填埋体边坡的稳定性,必须采取工程措施进行加固处理,检验满足稳定性评估要求后方可进行后续填埋作业。失稳填埋体可以通过综合治理措施进行处理,包括：布设顺坡向导排盲沟、抽排竖井、反压层及封场覆盖层等。渗滤液水位控制是后续填埋体稳定控制中最有效的措施,包括：水平导排盲沟、深层竖井抽水及导排管疏通维护技术等。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 城市生活垃圾抗剪强度特性
• 1.2.2 复合衬垫系统界面强度特性及参数取值
• 1.2.3 堆体边坡稳定分析方法
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 城市固体废弃物填埋体现场土工测试及安全监测
• 2.1 引言
• 2.2 苏州七子山垃圾填埋场堆体土工测试
• 2.2.1 工程概况
• 2.2.2 测试工作内容及方法
• 2.2.3 测试结果及分析
• 2.3 深圳市下坪固体废弃物填埋体土工测试
• 2.3.1 工程概况
• 2.3.2 测试工作内容及方法
• 2.3.3 测试结果及分析
• 2.4 深圳市下坪固体废弃物填埋场堆体边坡失稳过程现场监测
• 2.4.1 现场监测概况
• 2.4.2 渗滤液水位监测
• 2.4.3 坡面水平位移监测
• 2.4.4 深层侧向位移监测
• 2.5 本章小结
• 第三章 城市固体废弃物填埋场边坡稳定分析方法及评价标准
• 3.1 引言
• 3.2 城市固体废弃物填埋场失稳模式及常用稳定分析方法
• 3.2.1 沿堆体内部失稳分析方法
• 3.2.2 沿复合衬垫系统薄弱界面滑动分析方法
• 3.3 城市固体废弃物填埋场边坡稳定分析中的问题及处理方法
• 3.3.1 垃圾分层与均质化处理
• 3.3.2 多层渗滤液水位与处理
• 3.3.3 复合衬垫系统薄弱界面处理
• 3.4 城市固体废弃物填埋场边坡稳定评价标准
• 3.5 本章小结
• 第四章 城市固体废弃物填埋场边坡稳定分析及关键参数取值
• 4.1 前言
• 4.2 沿堆体内部失稳问题分析及关键参数取值
• 4.2.1 MSW重度对边坡稳定性的影响
• 4.2.2 MSW抗剪强度对边坡稳定性的影响
• 4.2.3 边坡坡比对边坡稳定性的影响
• 4.2.4 渗滤液水位对边坡稳定性的影响
• 4.3 沿复合衬垫系统失稳过程反分析及界面软化强度取值
• 4.3.1 深圳市下坪固体废弃物填埋场边坡失稳过程反分析
• 4.3.2 复合衬垫系统界面软化强度取值
• 4.4 本章小结
• 第五章 污泥坑对城市固体废弃物填埋场边坡稳定影响分析
• 5.1 引言
• 5.2 污泥坑周边垃圾堆体稳定分析
• 5.3 污泥坑上进行堆填作业的稳定分析
• 5.4 污泥坑对远期垃圾堆体的稳定影响分析
• 5.5 污泥坑及堆体稳定控制措施
• 5.6 本章小结
• 第六章 城市固体废弃物填埋场边坡稳定控制措施及工程应用
• 6.1 引言
• 6.2 失稳堆体边坡综合治理措施
• 6.3 后续填高堆体边坡稳定控制措施
• 第七章 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 对进一步研究工作的展望
• 参考文献
• 作者简历