秦 蕊,柯 瀚*,胡 杰,兰吉武



基于渗透特性的MSW颗粒组成和结构分析

秦 蕊1,2,柯 瀚1,2*,胡 杰1,2,兰吉武1,2

(1.浙江大学,软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江 杭州 310058；2.浙江大学岩土工程研究所,浙江 杭州 310058)

在南方某填埋场埋深5~30m范围内取6组重约5kg的试样,对其进行筛分与分拣,研究垃圾颗粒组成随埋深的变化规律,同时对不同荷载作用下的垃圾试样进行染色切片,对比分析上覆压力对垃圾内部结构的影响.结果表明:对于不同埋深的城市固体废弃物,细颗粒(0D,即粒径<2cm)所占比例最大,几乎均超过50%,粗粒中2D颗粒所占比例最高,而塑料在2D颗粒中占比最大;随着荷载的增大,细粒含量增加,大孔隙和优先流通道减小.上覆压力主要通过减少垃圾内部孔隙通道,进而减小渗透系数;2D颗粒在荷载的作用下能定向排列,使渗流路径发生曲折,进而导致渗流各向异性.2D颗粒的定向排列是垃圾渗流各向异性产生的关键因素,其中塑料又是其最重要的因素.

城市固体废弃物(MSW)；渗透特性；颗粒组成；2D颗粒；内部结构

填埋目前是国内外城市固体废弃物(MSW)最常用的处置方法[1-2].为加快MSW降解和稳定化过程,同时防止封场后造成渗滤液污染,垃圾填埋场常作为生物反应器,需加强堆体内液体的再循环,MSW的渗透特性会影响注入液体在堆体内的流动及分布.此外,我国填埋场垃圾堆体水位往往较高,为防止填埋场发生滑坡、污染等危害,一般采用竖井或水平井(或盲沟)进行抽排,MSW的渗透特性则会直接影响渗滤液的收集与导排[3-4].因此,渗透性是填埋垃圾的重要特性之一[2].

目前,国内外学者对填埋体渗透系数已进行了大量的研究,他们通过室内[5-10]及现场试验[11]测得垃圾土的饱和渗透系数主要分布在10-2~­10-7cm/s之间,各向异性值在1~10之间[12-13],同时发现填埋体渗透系数随埋深、荷载的增加而减小[1,6].

生活垃圾组分多样,颗粒尺寸、形状及排列方向也各不相同,从而形成了特有的结构……