扩建垃圾填埋场沿衬垫界面失稳破坏研究

摘要

土工织物被广泛应用于垃圾填埋场的衬垫系统中，起到了很好的渗透隔离作用，但由于土工织物界面的剪切强度较低，并具有应变软化特性，使得填埋场沿衬垫界面的滑动破坏成为填埋场最主要的破坏模式之一。 本文利用拉格朗日元法，建立了分析垃圾填埋场沿衬垫界面失稳破坏的有限差分模型，考虑衬垫界面的应变软化特性，计算分析了新建垃圾填埋场和扩建垃圾填埋场沿各自衬垫界面的渐进失稳破坏过程。系统的研究了不同工况时衬垫界而剪应力和剪切位移的发展、界而强度参数的发挥以及衬垫层变形的情况。研究表明，扩建填埋场沿中间衬垫界面的失稳破坏具有突然性；当老填埋场存在底部衬垫时，扩建填埋场会沿着中间衬垫界面发生失稳破坏，但是底部衬垫的存在会影响扩建填埋场的稳定；中间衬垫层会有较大的竖向位移和侧向位移；老填埋场垃圾体的弹性模量和摩擦角对中间衬垫界面的影响较大，而新填垃圾体参数的影响相对较小。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1城市生活垃圾及其处理现状

1.1.1城市生活垃圾及其特性

1.1.2城市生活垃圾的处理现状

1.2城市生活垃圾的填埋处理

1.2.1现代卫生填埋场

1.2.2垃圾填埋场衬垫系统

1.2.3垃圾填埋场的稳定问题

1.3垃圾填埋场沿衬垫界面失稳破坏研究现状

1.3.1土工织物界面抗剪特性的研究现状

1.3.2垃圾填埋场沿衬垫界面失稳破坏的研究现状

1.4老填埋场的扩建及相关研究

1.5本文的主要研究内容

第2章拉格朗日元法计算原理及其适用性分析

2.1引言

2.2拉格朗日元法

2.2.1方法简介

2.2.2计算原理

2.3 FLAC程序及其中材料本构模型与接触面单元的实现

2.3.1 FLAC程序简介

2.3.2材料的本构模型

2.3.3接触面单元的实现

2.4 FLAC程序适用性研究

2.5本章小结

第3章垃圾填埋场沿底部衬垫界面的渐进失稳破坏

3.1引言

3.2计算模型的建立

3.3垃圾填埋场沿底部衬垫界面的渐进失稳破坏过程

3.3.1衬垫界面剪应力的发展及强度的发挥过程

3.3.2衬垫界面剪切位移的发展过程

3.3.3衬垫界面剪切强度参数的发展过程

3.4本章小结

第4章无底部衬垫的老填埋场扩建时沿中间衬垫界面的失稳破坏

4.1引言

4.2计算模型的建立

4.3扩建垃圾填埋场沿中间衬垫界面的渐进失稳破坏过程

4.3.1中间衬垫界面剪应力的发展及强度的发挥过程

4.3.2中间衬垫界面剪切位移的发展过程

4.3.3中间衬垫界面剪切强度参数的发展过程

4.3.4中间衬垫层变形的发展

4.4扩建宽度L对中间衬垫界面的影响

4.5老填埋场前坡坡度对中间衬垫界面的影响

4.6老填埋场垃圾体参数的变化对中间衬垫界面的影响

4.6.1老垃圾体弹性模量E1的影响

4.6.2老垃圾体泊松比v1的影响

4.6.3老垃圾体密度p1的影响

4.6.4老垃圾体粘聚力c1的影响

4.6.5老垃圾体摩擦角φ1的影响

4.7扩建垃圾体(新垃圾体)参数的变化对中间衬垫界面的影响

4.7.1新垃圾体弹性模量Ex的影响

4.7.2新垃圾体泊松比vx的影响

4.7.3新垃圾体密度ρx的影响

4.7.4新垃圾体粘聚力cx的影响

4.7.5新垃圾体摩擦角φx的影响

4.8本章小结

第5章存在底部衬垫的老填埋场扩建时沿衬垫界面的失稳破坏

5.1引言

5.2计算模型的建立

5.3扩建填埋场沿衬垫界面的渐进失稳破坏过程

5.3.1衬垫界面剪应力的发展及强度的发挥过程

5.3.2衬垫界面剪切位移的发展过程

5.3.3衬垫界面剪切强度参数的发展过程

5.3.4中间衬垫层变形的发展

5.4老填埋场底部衬垫界面的存在对中间衬垫界面的影响

5.5本章小结

第6章结论与展望

6.1本文的主要结论

6.2展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果