论文部分内容阅读
随着经济的高速发展和城市化的持续推进,城市生活垃圾的产生速度飞速增长,如何高效、安全地处理城市固废不可避免地成为了近年来我国城市化建设中重点考虑的问题之一。卫生填埋作为目前最符合我国国情和地区条件的城市固废处理方法,必将是我国未来相当长时间内处理固废的主要手段,但垃圾填埋场中的环境岩土工程问题也给我国的城市固废处理带来了巨大的挑战。不同于其他土工建筑物,填埋场结构系统复杂,内部堆体的力学性质受到组成成分、龄期与温度等因素的影响始终处于一个动态的变化过程中,固废的高压缩性和易降解性导致其在堆填过程中还会产生可观的变形。城市固废的压缩性及其引起的填埋场沉降及边坡破坏问题与堆体的强度与变形特性息息相关,因此对固废本构关系的研究是非常重要且必要的。本文针对目前试验研究手段的不足,将图像处理技术引进固废三轴试验中,开展了多种应力路径的固废试验研究,并基于试验结果提出了能够考虑pq耦合效应和应力路径的本构模型;此外,还通过三轴试验模拟了降雨入渗对堆体的影响,对固废的不稳定性进行了分析。本文完成了以下研究工作:(1)探讨了图像处理技术在垃圾三轴试验研究中的可行性,设计了直接从图像中获得试样几何尺寸的方法,有效避免了由试样饱和度差、部分假设不合理等因素所带来的误差;(2)结合图像处理技术进行了不同应力路径的三轴试验,分析了垃圾在不同应力路径条件下的变形和力学特性,试验结果表明,垃圾具有明显的剪缩特性,且与一般粘性土体一样存在Roscoe面,剪切应变与应力路径相关;(3)结合应力路径试验提出了考虑pq耦合效应的路径相关非线性本构模型,模型能够模拟不同应力路径下的试验数据,利用三轴固结排水试验验证了模型的合理性;(4)基于三轴固结不排水试验和常偏应力路径试验数据分析了垃圾的不稳定性,研究表明,垃圾会在有效围压下降至一定比例时发生不稳定现象,其具体表现与试样组分构成相关。