斜坡上複合襯墊系統剪力傳遞機理模型試驗和數值模擬

《斜坡上複合襯墊系統剪力傳遞機理模型試驗和數值模擬》是依託浙江大學，由林偉岸擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：斜坡上複合襯墊系統剪力傳遞機理模型試驗和數值模擬
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：林偉岸
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

為防止滲濾液污染周邊地下水及周圍環境，填埋場常採用複合襯墊系統進行防滲。在垃圾沉降作用下，垃圾體將產生下拽力施加在斜坡上的複合襯墊系統上，易引起複合襯墊系統發生破壞。本項目首先通過單元體試驗，測試基本力學特性，建立界面軟化本構關係。再通過大型模型試驗以及離心模擬試驗，分別揭示低應力水平下和高應力水平下垃圾體與複合襯墊系統間及複合襯墊系統內部剪力傳遞機理以及多層不同材料之間協調受力變形機制。根據界面軟化本構關係及模型試驗揭示的剪力傳遞規律，採用FLAC軟體進行程式開發從而實現複合襯墊系統變形的數值模擬。利用模型試驗驗證數值模擬的正確性，再分析不同因素對複合襯墊系統拉力的影響。最後通過調整複合襯墊系統的組合型式，實現複合襯墊系統長期安全性的控制。本項目的研究將為我國填埋場斜坡上複合襯墊系統的設計提供新的設計理論和方法。

結題摘要

本項目所有研究內容均按原定計畫執行，目前已滿額完成既定研究任務，達到了預期的研究目標和成果。 在試驗方面，測試獲得了我國典型土工合成材料的拉伸及抗剪強度特性，揭示了土工膜/GCL界面膨潤土擠出機理，研製了複合襯墊系統大型斜坡試驗裝置，揭示了襯墊系統界面軟化對上覆材料拉力的影響，研製了離心模型垃圾樣和模型土工膜，開發了斜坡襯墊系統離心模型試驗裝置，揭示了垃圾沉降、坡度、界面強度等對襯墊系統拉力的影響規律。 在理論模擬方面，針對我國城市生活垃圾沉降變形大的特點，採用FLAC軟體進行了土工膜在垃圾大變形下的受力分析，並採用試驗結果進行了驗證，獲得了各種關鍵因素，如邊坡坡角、填埋層數、上下界面強度、導排層等，對土工膜拉力的影響，揭示了土工膜拉力的產生機理。 在工程套用方面，提出了襯墊系統最佳化設計方法、襯墊系統界面剪下強度參數選擇方法等，已被吸收到課題承擔單位主編的行業標準《生活垃圾衛生填埋場岩土工程技術規範》（CJJ176-2012）。研究成果先後套用於杭州天子嶺、蘇州七子山等大型填埋場，取得了顯著的經濟和環境效益。 本項目研究成果共出版著作1部，發表學術論文6篇，其中EI收錄論文4篇，授權和申請國家發明專利2項，獲國家科學技術進步獎二等獎和教育部科學技術進步獎二等獎各1項。 在研期間，項目承擔單位組織召開了第一屆全國岩土多場相互作用及環境土工學術研討會（2012年11月25~26日）及第七屆全國岩土工程物理模擬學術研討會（ 2013 年 11 月 2-3 日）等學術活動。 在人才培養方面，基於該項目共培養博士研究生1人，碩士研究生2人，其中已畢業2人。