脱水废泥在垃圾填埋场中作为防渗层材料干燥收缩特性的研究

【摘要】卫生垃圾填埋场是当今社会处置固体废弃物比较普遍的方法之一,在我国城乡固体废物处理处置当中也应用广泛。目前,在我国一些地区,由于卫生填埋技术的不完善,许多填埋场对周围会造成不同程度的污染。为防止渗滤液对地下水的污染,防渗层的铺设就显得十分必要。在防渗层的设计当中,铺设防渗层的设计对土质有一定的要求。在填埋场中的防渗层设计当中,由于粘土具有土壤颗粒小、粘附性好、饱和透水率低等的特点,因此通常使用粘土作为防渗层的原材料。但是粘土资源十分有限,而且成本较高,因此需要找出一种成本较低的土料作为防渗层的原材料使用。碎石场的废泥的最大颗粒直径为2mm,初始含水率为24-25%,液性界限为38%,塑性界限为17%。该废泥通常被当作工业废料填埋入垃圾填埋场。这种废泥有可能作为垃圾填埋场的防渗层的防水材料。因为之前的研究表明,只要在压缩率为95%的压缩条件下,同时配有20%的最大直径在5-13mm的碎石混入废泥,就能够使土样的饱和透水系数低于标准值1.0E-06cm/s。但是,对于填埋场中的防渗层而言,不仅要有较低的饱和透水率,还要在填埋场长时间运营过程当中尽量少的产生裂缝,以减少渗滤液渗透的可能性。在本研究当中,首先在初始含水率为14.33%,同时混有直径为5－13mm的碎石废泥土样当中添加纤维,以此来改变原始土样由于失水的干燥收缩而在土样表面产生裂缝的情况。纤维一共有三种,材料分别是土工布、土工布、纤维；长度分别为8mm,16mm,和3cm。三种纤维加入土样当中的含量为0.5%,0.8%,1.0%,和1.5%。在实验进行当中,对土样表面不断进行土样含水率、裂缝数量、裂缝总长度、裂缝最大宽度的测量,以此观察土样干燥收缩裂缝的发生和发展情况。从而测评纤维对土样干燥收缩裂缝改善的影响。其次,对加入0.5%的两种不同材质的纤维的土样进行饱和透水系数的测定,以此测定加入纤维后对饱和透水率的影响。最后,利用对干燥收缩裂缝的测定方法,对野外碎石场的初始含水率为14%、16%、18%的三个土样进行干燥收缩裂缝的测定和评价。结果表明：(1)添加0.5%、0.8%的长度为8mm土工布材料、1.0%的长度为16mm土工布材料、0.8%的长度为3cm纤维材料可以有效地降低土样表面干燥收缩裂缝的产生和发展。加入上述不同的纤维后,形成的干燥收缩裂缝形态也不同。其中,效果最显著的是0.8%的长度为8mm土工布材料。(2)加入同样比例、不同材料的纤维,对废泥土样的饱和透水率产生的影响也不尽相同。但加入两种不同材料的纤维后,在一定程度上都会降低土样的饱和透水率。但加入0.5%的纤维材料比加入0.5%的土工布材料的饱和透水率降低幅度更大。(3)在野外条件下,添加20%的6号碎石、压缩率为90%的条件下,废泥土样的初始含水率为14%或16%时,废泥土样形成的干燥收缩裂缝较细,废泥土样内部渗入水的深度较浅,可以作为工程设计的参考依据之一。
【作者】武志婷；
【导师】陈勇航；
【作者基本信息】东华大学，环境工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】碎石场废泥；干燥收缩裂缝；饱和透水率；防渗层材料；

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