针对垃圾填埋场运行过程中压实黏土衬垫开裂破坏失效中的关键科学问题,试图采用农作物秸秆纤维改良传统压实黏土衬垫,以提高衬垫系统的抗开裂特性以及承载能力。为评价秸秆纤维改良黏土作为填埋场衬垫材料的可行性,开展秸秆纤维改良黏土开裂试验研究,研究连续失水干燥与干湿循环作用下改良黏土的开裂规律,提出秸秆纤维黏土混合料的最佳配合比。通过室内土工试验,研究不同秸秆纤维掺量的压实黏土以及酸碱化学溶液腐蚀的改良黏土的强度与变形特性。开展酸碱化学溶液腐蚀下秸秆纤维改良黏土的微观结构试验研究,分析了化学溶液腐蚀条件下改良黏土的微观形貌、孔隙结构以及物质相比的演化规律。基于流体运动方程、溶质对流弥散方程、力平衡方程以及相关边界条件,建立反映渗流-应力-溶质耦合作用下填埋场衬垫变形的数学模型,并采用此模型仿真分析了衬垫的变形破坏规律以及污染物运移扩散趋势。基于以上研究,得出如下主要结论: (1)干湿循环作用对压实黏土开裂影响显著,随干湿循环次数的增多,开裂愈发明显;秸秆纤维改良黏土具有较好的抗开裂特性,随纤维掺量的增加,开裂因子(CIF)出现了先增大后减小的趋势,且当纤维掺量为0.3%时,CIF仅为0.00813; (2)纤维掺量为0.3%的改良黏土承载能力较高,无侧限抗压强度达到459.15kPa、抗剪强度指标c、φ为80.97kPa、21.06°、渗透系数为5.0×10-8cm/s、压缩系数α和压缩指数Cc达到最小值分别为0.18MPa-1和0.065MPa-1,压缩模量Es值为9.356MPa。酸碱化学溶液对秸秆纤维改良黏土强度特性影响显著,其无侧限抗压强度、抗剪强度明显下降,且酸性化学溶液腐蚀强度高于碱性化学溶液。 (3)酸碱化学溶液对黏土微观结构具有较大影响。腐蚀后压实黏土表面愈发粗糙、平整度下降,沟壑明显,比表面积增大;孔径增大,二次孔、中孔增多,颗粒排列由片堆结构演化至点-点排列结构。黏土中的有机质成分在酸碱化学溶液作用下出现腐蚀分解现象,且酸性腐蚀程度远大于碱性条件。 (4)基于秸秆纤维改良黏土衬垫变形与污染物运移数值仿真计算结果可知,在填埋场运行50天后,改良黏土衬垫层变形基本达到稳定状态,其应变为2.84%。衬垫层内作用点的变形量是呈轴对称变化,在衬垫层左右边界处其变形量为最大值。改良黏土中各点的浓度随时间的增加而增大,且污染物浓度随衬垫层深度的增加而减小。在600天时,渗滤液污染物已穿透衬垫层。污染物浓度的变化是呈轴对称变化,在衬垫层轴线处污染点的浓度为峰值。
找平层施工
一般采用水泥砂浆、细石砼或沥青砂浆作屋面的整体找平层。
1 厚度及技术要求
⑴ 水泥砂浆找平层:当结构层为现浇砼整体板时,厚度为15~20mm;当有整体或块状材料保温层时,厚度为20~25mm;当结构层为装配式砼板且保温层为松散材料时,厚度为20~30mm。
水泥砂浆采用1:2.5~1:3(水泥:砂)体积比,水泥强度等级不低于32.5级。
⑵ 细石砼找平层:厚度为30~35mm,砼强度等级不低于C20。
⑶ 沥青砂浆找平层:当结构层为现浇砼整体板时,厚度为15~20mm;当结构层为装配式砼板且保温层为整体或块状材料时,厚度为20~25mm。沥青砂浆采用1:8(沥青:砂)质量比。
2 找平层的排水坡度
平屋面采用结构找坡时不应小于3%,材料找坡时宜为2%;天沟、檐沟纵向找坡不应小于1%,沟底水落差不得超过200mm。
3 节点处理
找平层在突出屋面结构(女儿墙、山墙、变形缝、烟囱)的交接处和转角处应作成园弧形,园弧半径当防水层为沥青防水卷材时R=100~150mm,高聚物改性沥青防水卷材时R=50mm,合成高分子防水卷材时R=20mm。内部排水的落水口周围,找平层应做成略低的凹坑。
高低跨变形缝处理:
伸出屋面管道防水处理:
直式水落口:
4 找平层的分格缝
膨润土防水毯供应膨润土防水毯主要技术指标:
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物理技术性能 |
单 位 |
指 标 |
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膨润土单位面积含量 |
kg/m2 |
≥5.0 |
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膨润土膨胀指数 |
mL/2g |
≥24 |
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厚 度 |
mm |
≥6.0 |
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抗拉强度 |
N |
≥600 |
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剥离强度 |
N/100mm |
≥40 |
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吸蓝量 |
g/100g |
≥30 |
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渗透系数 |
m/s |
≤5×10-12 |
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最大负荷下伸长率 |
% |
≤10 |
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滤失量 |
ml |
≤18 |
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耐静水压 |
Mpa |
0.4Mpa,1h无渗漏 |
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膨润土耐久性 |
ml/2g |
≥20 |
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