考虑漏洞和褶皱分布随机性的复合衬垫服役性能评估方法
发布时间：2021-11-02 00:51
为了阻断渗滤液同周围环境的联系,在卫生填埋场底部需要设置水平防污衬垫系统,其中,由土工膜和其它材料共同组成的复合衬垫是常用的衬垫形式,而土工膜漏洞和褶皱是复合衬垫失效的关键影响因素。国内外的研究在对复合防污衬垫服役性能评价时忽略了土工膜漏洞和褶皱的空间分布的随机性,无法客观反映现实工况。考虑漏洞分布的随机性,本文提出并建立基于褶皱网络航拍照片的渗漏量评估方法。考虑褶皱分布随机性,本文提出将褶皱网络中褶皱线段化,用褶皱的几何参数的概率特性来描述整个褶皱网络中褶皱的空间分布,进而提出了基于褶皱空间分布统计规律的渗漏量评估方法。综合漏洞和褶皱分布随机性对渗漏量的影响,并假定用渗漏量在复合衬垫湿润面积内平均来获得衬垫中渗漏率,来评估复合衬垫击穿时间。提出了基于击穿时间的衬垫失效概率评估方法,以2m压实粘土衬垫为例进行失效概率和参数敏感性分析。研发了用于模拟竖向隔离墙长期服役性能的离心模型试验装置,开展了在100g下连续运行43.8小时,模拟粉土-膨润土墙和黄土-粉土-膨润土墙服役50年的离心模型试验,数值模拟分析了试验结果。获得了以下结论:（1）基于褶皱网络航拍照片的渗漏量评估方法采用了褶皱网...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：176 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３?土工膜在施工和运营中产生的缺陷??
于ＧＭ的漏洞（Ｒｏｗｅ等，２００４）。由于土工膜生产、施工和填埋场运行中的各种因素，实??际工程中复合衬塾的ＧＭ不可避免地会产生漏洞（Ｂｏｕａｚｚａ，２００２；?Ｒｏｗｅ等，２００４），如??图１．３?（ａ）所示。ＧＭ具有较高的热膨胀系数，在日照的加热下，由于水平方向膨胀变形??的限制，土工膜会部分隆起，产生褶皱（Ｋｏｅｍｅｒ等，１９９９；?Ｔａｋｅ等，２０１２），如图１．３?（ｂ）??所示。当土工膜被填埋的垃圾覆盖后，这些褶皱的高度会有所降低，但不一定会消失（Ｒｏｗｅ，??２００５）。Ｇｕｄｉｎａ和Ｂｒａｃｈｍａｎ?（２００６）的试验表明：初始高度大于３ｃｍ的褶皱在２５０ｋＰ压??力作用下不会消失。由于土工膜的褶皱部分与下伏介质接触极差，当漏洞恰好位于土工膜??褶皱上时，通过漏洞的渗滤液几乎无障碍地沿着褶皱长度方向快速迁移，从而导致严重渗??漏的发生（Ｒｏｗｅ，?１９９８）。因此，土工膜的缺陷（即漏洞和褶皱）对通过复合衬垫的渗漏??量以及衬垫的击穿时间有着关键性的影响，对复合衬垫服役性能的评价必须考虑土工膜的??漏洞和指皱。??（ａ）漏洞?（ｂ）褶皱??图１．３?土工膜在施工和运营中产生的缺陷
由表中可知：５０％的孔洞等效半径＜５．６ｍｍ（面积小于１００ｍｍ２），等效半径在５６．４－１７．８??之间的孔洞占７．８％。詹良通等（２０１４）对中国１１个填埋场（检测总面积８８８０００ｍ２）进行??了渗漏检测，漏洞尺寸如表１．１所示。图１．４对比国内外的检测结果，可以发现：国内较??大尺寸孔洞（ｒ〇＞１７．８ｍｍ）的百分比要显著高于国外相应的数据。??表１．１国内外对土工膜孔洞尺寸的统计??孔洞等效半径，??＞５１７?５１７－１７８?１７８－５６．４?５６．４－１７．８?１７．８－１２．６?１２．６－５．６?５．６－２＿５?＜２．５??（ｍｍ）??国外统计数据（％）?〇．〇〇?１．２０?４．５０?７．８０?８．８０?２８．２０?２６．３０?２３．２０??国内统计数据（％）?０．８１?４．５９?１１．３５?４０．４１?７．０３?１８．６５?１６．８９?０．２７??６〇?｜：卜震｜?累麵＾１〇０??、、、Ｚ?Ｙ?－?８０??？４〇．?■?８??＾?累积百分比（国内?「６０五??／Ｉ?／Ｃｌ１４〇＾??＾?ｊＬ?Ｈ?圓?Ｉ?－?２〇??＞５１７?５１７－１７８?１７８－５６?５６－１８?１８－１３?１３－６?６－２．５?＜２．５??缺陷等效半径（ｍｍ）??图１．４国内外土工膜漏洞等效半径对比??针对ＧＭ漏洞频率，国外学者进行了大量的调查研究。Ｇｉｒｏｕｄ和Ｂｏｎａｐａｒｔｅ?（１９８９）??基于１９８１－１９８７年建设的四个场地数据（漏洞仅包含焊缝漏洞）建议：在施工质量有严格??保证的情况下
【参考文献】：
期刊论文
[1]消费级无人机在大型岩土工程三维建模中的应用——以西南某山区机场高填方地基为例[J]. 吴志轩,杨军. 岩土工程技术. 2017(06)
[2]我国生活垃圾填埋场渗滤液积累成因及控制对策[J]. 刘建国,刘意立. 环境保护. 2017(20)
[3]岩土勘测中测绘技术的实施与应用[J]. 潘雨竹. 江西建材. 2016(19)
[4]随机与确定耦合的裂隙岩体结构面三维网络模拟[J]. 郭亮,李晓昭,周扬一,李煜,纪成亮. 岩土力学. 2016(09)
[5]裂隙岩体表征单元体及尺寸效应研究进展[J]. 王晓明,郑银河. 岩土力学. 2015(12)
[6]垃圾填埋场HDPE膜漏洞密度及其影响因素的统计分析[J]. 徐亚,能昌信,刘玉强,刘景财,董路. 环境工程学报. 2015(09)
[7]考虑参数空间变异性的非饱和土坡可靠度分析[J]. 蒋水华,李典庆,周创兵,张利民. 岩土力学. 2014(09)
[8]黄土–粉土混合土对Pb（Ⅱ）的静平衡和动态吸附特性[J]. 陈云敏,王誉泽,谢海建,蒋元生. 岩土工程学报. 2014(07)
[9]垃圾填埋场渗沥液水位壅高及工程控制[J]. 陈云敏,兰吉武,李育超,詹良通,柯瀚. 岩石力学与工程学报. 2014(01)
[10]环境土工基本理论及工程应用[J]. 陈云敏. 岩土工程学报. 2014(01)
博士论文
[1]土—膨润土竖向隔离墙力学行为及其对防污性能影响[D]. 潘倩.浙江大学 2016
[2]黏土屏障重金属迁移离心模拟相似性及击穿时间评估方法[D]. 曾兴.浙江大学 2015
[3]成层介质污染物的运移机理及衬垫系统防污性能研究[D]. 谢海建.浙江大学 2008
硕士论文
[1]防污屏障土质材料改性及服役寿命分析[D]. 王誉泽.浙江大学 2014
[2]模型机航空近景摄影测量系统的开发[D]. 杜学飞.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2008
本文编号：3471017
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：176 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．３?土工膜在施工和运营中产生的缺陷??
于ＧＭ的漏洞（Ｒｏｗｅ等，２００４）。由于土工膜生产、施工和填埋场运行中的各种因素，实??际工程中复合衬塾的ＧＭ不可避免地会产生漏洞（Ｂｏｕａｚｚａ，２００２；?Ｒｏｗｅ等，２００４），如??图１．３?（ａ）所示。ＧＭ具有较高的热膨胀系数，在日照的加热下，由于水平方向膨胀变形??的限制，土工膜会部分隆起，产生褶皱（Ｋｏｅｍｅｒ等，１９９９；?Ｔａｋｅ等，２０１２），如图１．３?（ｂ）??所示。当土工膜被填埋的垃圾覆盖后，这些褶皱的高度会有所降低，但不一定会消失（Ｒｏｗｅ，??２００５）。Ｇｕｄｉｎａ和Ｂｒａｃｈｍａｎ?（２００６）的试验表明：初始高度大于３ｃｍ的褶皱在２５０ｋＰ压??力作用下不会消失。由于土工膜的褶皱部分与下伏介质接触极差，当漏洞恰好位于土工膜??褶皱上时，通过漏洞的渗滤液几乎无障碍地沿着褶皱长度方向快速迁移，从而导致严重渗??漏的发生（Ｒｏｗｅ，?１９９８）。因此，土工膜的缺陷（即漏洞和褶皱）对通过复合衬垫的渗漏??量以及衬垫的击穿时间有着关键性的影响，对复合衬垫服役性能的评价必须考虑土工膜的??漏洞和指皱。??（ａ）漏洞?（ｂ）褶皱??图１．３?土工膜在施工和运营中产生的缺陷
由表中可知：５０％的孔洞等效半径＜５．６ｍｍ（面积小于１００ｍｍ２），等效半径在５６．４－１７．８??之间的孔洞占７．８％。詹良通等（２０１４）对中国１１个填埋场（检测总面积８８８０００ｍ２）进行??了渗漏检测，漏洞尺寸如表１．１所示。图１．４对比国内外的检测结果，可以发现：国内较??大尺寸孔洞（ｒ〇＞１７．８ｍｍ）的百分比要显著高于国外相应的数据。??表１．１国内外对土工膜孔洞尺寸的统计??孔洞等效半径，??＞５１７?５１７－１７８?１７８－５６．４?５６．４－１７．８?１７．８－１２．６?１２．６－５．６?５．６－２＿５?＜２．５??（ｍｍ）??国外统计数据（％）?〇．〇〇?１．２０?４．５０?７．８０?８．８０?２８．２０?２６．３０?２３．２０??国内统计数据（％）?０．８１?４．５９?１１．３５?４０．４１?７．０３?１８．６５?１６．８９?０．２７??６〇?｜：卜震｜?累麵＾１〇０??、、、Ｚ?Ｙ?－?８０??？４〇．?■?８??＾?累积百分比（国内?「６０五??／Ｉ?／Ｃｌ１４〇＾??＾?ｊＬ?Ｈ?圓?Ｉ?－?２〇??＞５１７?５１７－１７８?１７８－５６?５６－１８?１８－１３?１３－６?６－２．５?＜２．５??缺陷等效半径（ｍｍ）??图１．４国内外土工膜漏洞等效半径对比??针对ＧＭ漏洞频率，国外学者进行了大量的调查研究。Ｇｉｒｏｕｄ和Ｂｏｎａｐａｒｔｅ?（１９８９）??基于１９８１－１９８７年建设的四个场地数据（漏洞仅包含焊缝漏洞）建议：在施工质量有严格??保证的情况下
【参考文献】：
期刊论文
[1]消费级无人机在大型岩土工程三维建模中的应用——以西南某山区机场高填方地基为例[J]. 吴志轩,杨军. 岩土工程技术. 2017(06)
[2]我国生活垃圾填埋场渗滤液积累成因及控制对策[J]. 刘建国,刘意立. 环境保护. 2017(20)
[3]岩土勘测中测绘技术的实施与应用[J]. 潘雨竹. 江西建材. 2016(19)
[4]随机与确定耦合的裂隙岩体结构面三维网络模拟[J]. 郭亮,李晓昭,周扬一,李煜,纪成亮. 岩土力学. 2016(09)
[5]裂隙岩体表征单元体及尺寸效应研究进展[J]. 王晓明,郑银河. 岩土力学. 2015(12)
[6]垃圾填埋场HDPE膜漏洞密度及其影响因素的统计分析[J]. 徐亚,能昌信,刘玉强,刘景财,董路. 环境工程学报. 2015(09)
[7]考虑参数空间变异性的非饱和土坡可靠度分析[J]. 蒋水华,李典庆,周创兵,张利民. 岩土力学. 2014(09)
[8]黄土–粉土混合土对Pb（Ⅱ）的静平衡和动态吸附特性[J]. 陈云敏,王誉泽,谢海建,蒋元生. 岩土工程学报. 2014(07)
[9]垃圾填埋场渗沥液水位壅高及工程控制[J]. 陈云敏,兰吉武,李育超,詹良通,柯瀚. 岩石力学与工程学报. 2014(01)
[10]环境土工基本理论及工程应用[J]. 陈云敏. 岩土工程学报. 2014(01)
博士论文
[1]土—膨润土竖向隔离墙力学行为及其对防污性能影响[D]. 潘倩.浙江大学 2016
[2]黏土屏障重金属迁移离心模拟相似性及击穿时间评估方法[D]. 曾兴.浙江大学 2015
[3]成层介质污染物的运移机理及衬垫系统防污性能研究[D]. 谢海建.浙江大学 2008
硕士论文
[1]防污屏障土质材料改性及服役寿命分析[D]. 王誉泽.浙江大学 2014
[2]模型机航空近景摄影测量系统的开发[D]. 杜学飞.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2008
本文编号：3471017
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