城市固体垃圾材料的渗透特性与渗透机理研究

发布时间：2017-03-24 12:14

  本文关键词：城市固体垃圾材料的渗透特性与渗透机理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在环境土工实验室,采用自主研发的大型水平渗透模型槽、大型渗透柱试验仪器,人工配制新鲜生活垃圾,研究城市固体垃圾的渗透特性及渗透机理。试验试样的主要成分参照了杭州天子岭卫生填埋场固体垃圾成分,对3种配比、多种初始密度的垃圾试样进行试验研究和数值分析。将新鲜生活垃圾分为难降解材料、不可压缩的固体材料及易降解材料3大类,按国民经济的不发达、发展中、发达三个阶段将新鲜生活垃圾分为3大配比。对3种配比、7种初始密度(0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1g/cm3)的垃圾试样进行水平、垂直渗流试验研究。对大型水平渗透模型槽试验,得出了如下主要结论:新鲜生活垃圾的渗透速率随饱和度的增大逐渐增大,渗透速率与饱和度的关系可拟合为多项式,拟合系数大于0.99,建立了多项式表达式;新鲜生活垃圾的渗透速率随初始密度的增大而逐渐减小,其规律可拟合为一条直线,拟合系数大于0.96,建立了渗透速率与初始密度的直线关系表达式;建立了生活垃圾渗透系数与初始密度的直线关系表达式,利用该公式,可以大致预测新近填埋生活垃圾的渗透系数;对三种不同配比、初始密度ρ=1.1 g/cm3的新鲜生活垃圾试样,进行了长期渗透试验,其渗透系数与时间的关系可拟合为指数模型,拟合系数为0.8,建立了指数模型表达式;得到了3种配比、7种初始密度新鲜生活垃圾渗透系数的变化范围,渗透系数的量级范围在10-3cm/s~10-2cm/s之间。对大型渗透柱试验,得出了如下主要结论:垃圾渗透速率与水力梯度、初始密度具有相关性,相同初始密度垃圾试样,水力梯度增大,渗透速率逐渐增大,其关系符合达西渗透定律,同一水力梯度下,垃圾试样初始密度增大,其试样渗透速率逐渐减小;临界水力梯度随着垃圾试样初始密度增大而不断增大,不同配比垃圾试样临界水力梯度与垃圾试样有机物含量呈正比关系,有机物含量越高,其临界水力梯度越高;三种配比新鲜生活垃圾渗透系数值为:配比1渗透系数k=9.7×10-4~8.22×10-3cm/s,配比2渗透系数k=1.19×10-3~1.02×10-2cm/s,配比3渗透系数k=1.59×10-3~1.17×10-2cm/s,渗透系数随初始密度增大,呈线性递减关系,垃圾的组成成分与孔隙率的变化是造成渗透系数变化的主要原因;垃圾试样渗透系数与成分配比具有相关性,有机物含量越高,在相同初始密度下的新鲜垃圾试样渗透系数越小。研究结果表明,尺寸效应对新鲜生活垃圾的试验结果有影响,大型水平渗透试验时,配比对渗透系数影响不显著,而垂直渗透试验研究有着显著影响。同配比成分垃圾试样渗透系数变化趋势相同,新鲜生活垃圾渗透系数的范围在10-4~10-2cm/s量级,研究结果可为垃圾填埋场的渗流分析提供参考。
【关键词】：城市固体垃圾 大型渗透仪 初始密度 常水头试验方法 渗透速率 渗透系数 水力梯度
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU411.4;X705
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 国内外研究现状13-20
• 1.2.1 城市固体垃圾的渗透特性研究方法13-15
• 1.2.2 城市固体垃圾的渗透特性研究现状15-20
• 1.3 本文的研究意义及研究内容20-22
• 1.3.1 课题的提出及研究意义20
• 1.3.2 本文的研究内容20-22
• 第二章 试验材料及试验过程22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 试验仪器22-25
• 2.2.1 大型水平渗透仪22-24
• 2.2.2 大型渗透柱24-25
• 2.3 试验材料25-29
• 2.4 试验设计29-31
• 2.4.1 含水量试验29-30
• 2.4.2 比重试验30
• 2.4.3 大型水平渗透槽试验设计30
• 2.4.4 大型渗透柱试验设计30-31
• 2.5 试验过程31-34
• 2.5.1 大型水平渗透槽试验过程31-32
• 2.5.2 大型渗透柱试验过程32-34
• 第三章 城市固体垃圾水平渗透特性试验研究34-59
• 3.1 渗透速率与饱和度的关系34-52
• 3.2 渗透速率与初始密度的关系52-53
• 3.3 渗透系数与初始密度的关系53-55
• 3.4 渗透系数与降解龄期的关系55-57
• 3.5 本章小结57-59
• 第四章 城市固体垃圾垂直渗透特性试验研究59-69
• 4.1 渗透速率与水力梯度关系59-63
• 4.2 渗透系数与初始密度关系63-64
• 4.3 水平渗透与垂直渗透试验结果的比较64-66
• 4.4 不同文献渗透试验结果的比较66-67
• 4.5 本章小结67-69
• 第五章 城市固体垃圾渗透机理69-75
• 5.1 考虑内部因素影响的城市固体垃圾渗透作用机理69-72
• 5.1.1 物理作用机理69-70
• 5.1.2 生物化学作用机理70-72
• 5.2 考虑外部因素影响的城市固体垃圾渗透作用机理72-74
• 5.2.1 水力梯度作用机理72-74
• 5.2.2 降雨入渗作用机理74
• 5.3 本章小结74-75
• 第6章 结论与展望75-78
• 6.1 主要结论75-76
• 6.2 下一步的工作展望76-78
• 参考文献78-83
• 硕士期间取得的成果83-85
• 致谢85-86

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本文编号：265601