›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (3): 679-686.doi: 10.16285/j.rsm.2015.03.011

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

干湿循环对填埋场压实黏土盖层渗透系数影响研究

万 勇1, 2,薛 强1, 2,赵立业1,杜延军3,刘 磊1   

  1. 1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071;2. 中国科学院武汉岩土力学研究所 湖北省固体废弃物安全处置与生态高值化利用工程技术研究中心,湖北 武汉 430071;3. 东南大学 交通学院,江苏 南京 210096
  • 收稿日期:2014-02-24 出版日期:2015-03-11 发布日期:2018-06-13
  • 通讯作者: 薛强,男,1975年生,博士,研究员,博士生导师,主要从事固体废弃物安全处置与填埋场灾变机制方面的研究。E-mail: qiangx@whrsm.ac.cn E-mail:qhdxwy2008@163.com
  • 作者简介:万勇,男,1985年生,博士,助理研究员,主要从事生态岩土力学与工程方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No.51279199);中国科学院学科交叉与合作创新团队项目(No.Y426011C01)。

Effects of wetting-drying cycles on permeability of compacted clay cover at landfill site

WAN Yong1, 2,XUE Qiang1, 2,ZHAO Li-ye1,DU Yan-jun3,LIU Lei1   

  1. 1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 2. Hubei Provincial Engineering Research Center of Safety Treatment and Ecological High-value of MSW, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences ,Wuhan, Hubei 430071, China; 3. School of Transportation, Southeast University, Nanjing, Jiangsu 210096, China
  • Received:2014-02-24 Online:2015-03-11 Published:2018-06-13

摘要: 针对干湿循环作用下填埋场封场覆盖系统压实黏土防渗失效等问题,系统开展了干湿循环作用下(室内模拟填埋场气候环境)压实黏土渗透特性及微观结构特征试验研究,探讨了干湿循环次数、压实度、试样尺寸对压实黏土渗透系数影响并从微观层次揭示其防渗失效内在本质。研究结果表明:干湿循环前,相同压实度的大、小两种尺寸渗透试样所测渗透系数基本相同,经3次干湿循环后,不同尺寸、不同压实度黏土渗透系数增加量却存在明显差异。干湿循环作用下,小尺寸高、低两压实黏土试样均只收缩不开裂,并且高压实黏土微观结构损伤大于低压缩黏土,其渗透系数的增加量也大于小尺寸低压实黏土。而大尺寸试样裂隙发育与现场压实黏土裂隙发育相似,高压实黏土内部裂隙体积小于低压实黏土,其渗透系数的增加量也小于低压实黏土。同时,大尺寸试样内部大量未闭合宏观裂隙致使其渗透系数增加量大于同等压实度条件下小尺寸试样渗透系数增加量。室内小尺寸试样无法体现干湿循环作用下压实黏土层内部干缩裂隙对其渗透性能的影响,因此,其渗透试验结果不宜作为评价压实黏土长期防渗性能的评价指标。

关键词: 填埋场, 压实黏土层, 干湿循环, 防渗失效, 微观结构, 尺寸效应

Abstract: This paper studies the anti-seepage failure of compacted clay layer (CCL) during wetting-drying cycles in a landfills cover system. The permeability and microstructure tests are conducted. The effects of wetting-drying cycles, degree of compaction and specimen size on permeability coefficient of CCL are discussed. The essence of anti-seepage failure is revealed at microscopic level. The research results show that the permeability coefficients of two size specimens are the same before wetting-drying cycles, but the increments of permeability coefficient of CCL with different degrees of compaction and specimen sizes are different after three times of wetting-drying cycles. The high-compacted and low-compacted small-size specimens both show shrinkage but no crack during wetting-drying cycles. For small-size specimens, the microscopic structural damage and the increment of permeability coefficient of high-compacted clay are larger than those of low-compacted clay. Unclosed cracks in large-size specimens result in larger increment of permeability coefficient than those in small-size specimens with the same degree of compaction. The small-size specimens can not reflect the influence of shrinkage cracks on the permeability of CCL. Therefore the permeability results of small-size specimens are not suitable for evaluating long-term seepage capacity of CCL.

Key words: landfill, compacted clay layer, wetting-drying cycles, failure of anti-seepage, microstructure, size effect

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[1] 程昊, 唐辉明, 吴琼, 雷国平. 一种考虑水力滞回效应的非饱和土弹塑性扩展 剑桥本构模型显式算法有限元实现[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 676-686.
[2] 张善凯, 冷先伦, 盛谦, . 卢氏膨胀岩湿胀软化特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 561-570.
[3] 谢辉辉, 许振浩, 刘清秉, 胡桂阳, . 干湿循环路径下弱膨胀土峰值及残余强度演化研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 245-252.
[4] 周梦佳, 温彦锋, 邓刚, 王蕴嘉, 宋二祥, . 堆石料单颗粒劈裂试验破碎强度随机性与 尺寸效应的三维离散元模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 503-510.
[5] 雷华阳, 胡垚, 雷尚华, 祁子洋, 许英刚, . 增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 32-40.
[6] 韩钢, 周辉, 陈建林, 张传庆, 高阳, 宋桂红, 洪望兵, . 白鹤滩水电站层间错动带工程地质特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3559-3568.
[7] 任克彬, 王 博, 李新明, 尹 松, . 毛细水干湿循环作用下土遗址的强度特性 与孔隙分布特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 962-970.
[8] 江强强, 刘路路, 焦玉勇, 王 浩, . 干湿循环下滑带土强度特性与微观结构试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1005-1012.
[9] 王登科, 孙刘涛, 魏建平, . 温度冲击下煤的微观结构变化与断裂机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 529-538.
[10] 谢凯楠, 姜德义, 孙中光, 宋中强, 王静怡, 杨 涛, 蒋 翔, . 基于低场核磁共振的干湿循环对泥质砂岩 微观结构劣化特性的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 653-659.
[11] 李明玉, 孙文静. 黏土掺入生物炭后的持水特性及其影响机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4722-4730.
[12] 王东伟, 陆武萍, 唐朝生, 赵红崴, 李胜杰, 林銮, 冷挺, . 砂土微观结构样品制备技术及量化方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4783-4792.
[13] 张善凯, 冷先伦, 盛谦, 李彪, 周永强, . 卢氏膨胀岩在干湿循环作用下的胀缩特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4279-4288.
[14] 徐云山, 孙德安, 曾召田, 吕海波, . 膨润土热传导性能时效性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4324-4330.
[15] 何海杰, 兰吉武, 高 武, 陈云敏, 马鹏程, 肖电坤, . 压缩空气排水井在填埋场滑移控制中的应用及分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 343-350.
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[1] 刘小文,常立君,胡小荣. 非饱和红土基质吸力与含水率及密度关系试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3302 -3306 .
[2] 黄建华,宋二祥. 大型锚碇基础围护工程冻结帷幕力学性态研究[J]. , 2009, 30(11): 3372 -3378 .
[3] 王观石,李长洪,陈保君,李世海. 应力波在非线性结构面介质中的传播规律[J]. , 2009, 30(12): 3747 -3752 .
[4] 王朝阳,许 强,倪万魁. 原状黄土CT试验中应力-应变关系的研究[J]. , 2010, 31(2): 387 -391 .
[5] 邓 琴,郭明伟,李春光,葛修润. 基于边界元法的边坡矢量和稳定分析[J]. , 2010, 31(6): 1971 -1976 .
[6] 万少石,年廷凯,蒋景彩,栾茂田. 边坡稳定强度折减有限元分析中的若干问题讨论[J]. , 2010, 31(7): 2283 -2288 .
[7] 闫 铁,李 玮,毕雪亮. 基于分形方法的多孔介质有效应力模型研究[J]. , 2010, 31(8): 2625 -2629 .
[8] 徐维生,柴军瑞,陈兴周,孙旭曙. 岩体裂隙网络非线性非立方渗流研究与应用[J]. , 2009, 30(S1): 53 -57 .
[9] 赵尚毅,郑颖人,李安洪,邱文平,唐晓松,徐 俊. 多排埋入式抗滑桩在武隆县政府滑坡中的应用[J]. , 2009, 30(S1): 160 -164 .
[10] 刘振平,贺怀建,朱发华. 基于钻孔数据的三维可视化快速建模技术的研究[J]. , 2009, 30(S1): 260 -266 .