成都市长安垃圾填埋场内填埋体蠕变特性研究

发布时间：2017-06-14 08:02

  本文关键词：成都市长安垃圾填埋场内填埋体蠕变特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代化进程的加快、城市居民人口数量的增加以及居民生活水平的提升,造成城市生活垃圾急剧增加,而由此导致的周边环境的污染和生态环保水平的急剧降低已经严重威胁着周边居民的身心健康,这一现代性的问题已逐渐上升为广大岩土科学工作者和环保工作者所关注的热题,而现代卫生垃圾填埋场数量的不足和生活垃圾量的增加形成鲜明的反差,使得这一问题显得更加严峻。为了实质性地解决这一问题,如今不少生活垃圾填埋场都涉及扩容和新增新型卫生处理设施,这就十分迫切地需要针对垃圾填埋体的土工特性以及蠕变特性展开研究。本文选取位于成都龙泉驿区的长安垃圾填埋场为研究对象,结合理论和室内试验进行垃圾填埋体的土工特性研究,并进一步研究填埋体考虑变形时间效应的流变特性,为今后开展垃圾填埋体更多方向的研究提供一定参考价值,也对今后改革拓建垃圾填埋场具有一定借鉴意义。本文所做研究讨论工作如下:(1)讨论了目前国内外关于垃圾填埋体的组分特点、基本土工指标、强度特征以及蠕变特性等方面的研究情况,为之后本文进行垃圾填埋体的研究提供指导意义。(2)编制取样方案,对长安垃圾填埋场内封场区域进行钻孔取样,并将取回土样密封送往实验室进行室内试验。室内实验对垃圾填埋体的组分质量分布、含水率、密度、土粒比重、孔隙比以及抗剪强度指标进行研究,并与国内外研究情况进行类比,为之后三轴蠕变特性的研究打下基础。(3)在实验室配置适合本次实验仪器尺寸的土样,用TSZ-6A型应变控制式三轴仪进行50kPa和100kPa围压下的三轴压缩试验,绘制主应力差-应变曲线,测出两种围压下的破坏极限应力q_f,为之后研究不同围压的三轴蠕变试验提供重要数据。(4)在50kPa和100kPa围压下,轴向考虑分级加载的方式进行蠕变试验,分级荷载根据相应围压下的破坏极限应力确定,每级应力步长取0.8q_f/4,根据试验结果,采用“坐标平移法”绘制应变-时间曲线,得到取样填埋体的时间-应力-应变关系。(5)根据蠕变变形曲线特点,将适用于曲线的流变元件进行组合,在H-K的基础上串联一个Kelvin-Voige模型得到扩展标准线性体模型,并积分得到其蠕变方程式。并根据蠕变方程式,结合蠕变曲线运用1stOpt非线性拟合软件的通用全局优化算法进行拟合,根据拟合效果判断扩展标准线性体对取样垃圾填埋体的适用性,并根据拟合最优收敛特征值反演出各模型参数。
【关键词】：垃圾填埋体 三轴蠕变 蠕变本构模型 参数识别
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU43
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 选题研究背景与意义9-15
• 1.1.1 城市垃圾填埋体研究背景9-10
• 1.1.2 城市垃圾填埋体的处理现状10-14
• 1.1.3 研究意义14-15
• 1.2 垃圾填埋体特性及边坡稳定性研究现状15-19
• 1.2.1 垃圾填埋体组成特点研究现状15-16
• 1.2.2 垃圾填埋体土工特性研究现状16-18
• 1.2.3 垃圾填埋体蠕变特性研究现状18-19
• 1.3 论文研究内容和创新点19-20
• 1.3.1 研究内容19
• 1.3.2 研究创新点19-20
• 2 垃圾填埋体的基本土工试验20-40
• 2.1 成都长安垃圾填埋场简介20-25
• 2.2 填埋场现场取样方案25-28
• 2.3 垃圾填埋体的室内试验28-38
• 2.3.1 试验设备28-30
• 2.3.2 密度变化测试分析30-32
• 2.3.3 含水率变化测试分析32-33
• 2.3.4 比重测试变化分析33-35
• 2.3.5 孔隙比测试变化分析35-36
• 2.3.6 成分含量测试分析36-37
• 2.3.7 垃圾填埋体的抗剪强度37-38
• 2.4 本章小结38-40
• 3 垃圾填埋体的蠕变特性试验40-54
• 3.1 三轴压缩试验40-47
• 3.1.1 试验设备40-41
• 3.1.2 土样制备41-42
• 3.1.3 试验步骤42-44
• 3.1.4 试验破坏图示44-45
• 3.1.5 试验数据结果及分析45-47
• 3.2 三轴蠕变试验47-53
• 3.2.1 蠕变试验原理47-48
• 3.2.2 三轴蠕变试验方案48
• 3.2.3 三轴蠕变试验设备48-50
• 3.2.4 试验步骤50-51
• 3.2.5 试验数据处理及分析51-53
• 3.3 本章小结53-54
• 4 垃圾填埋体蠕变本构模型研究54-73
• 4.1 蠕变本构模型理论54-61
• 4.1.1 基本元件54-57
• 4.1.2 常用的粘弹塑性本构模型57-59
• 4.1.3 组合模型推导办法59-61
• 4.2 垃圾填埋体蠕变组合本构模型推导61-65
• 4.2.1 模型理论中反应的不同非线性蠕变变形特性61-62
• 4.2.2 扩展标准线性体蠕变本构模型的建立62-65
• 4.3 蠕变曲线拟合及模型参数识别65-72
• 4.3.1 1stOpt拟合工具简介65
• 4.3.2 蠕变模型参数的确定方法65-66
• 4.3.3 通过 1stOpt拟合工具对蠕变特征曲线的拟合66-71
• 4.3.4 扩展标准线性体的参数识别71
• 4.3.5 蠕变特征曲线拟合结果分析71-72
• 4.4 本章小结72-73
• 结论73-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果78-79
• 致谢79-80

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