结构设计：折减系数选择参考建议

填埋场结构设计是一项专门技术，对保证填埋场的成功建设十分重要，但它的内容相当广泛，有的也很复杂，故本节只涉及有关土工合成材料应用方面的一些内容。

9.6.3.1　填埋场的沉降估算

填埋场的沉降对衬垫系统，气、水通道的安全运行关系很大，过大的沉降或不适当的差异沉降，会导致衬垫的破裂或妨碍管道的正常运行。

填埋场的沉降是由于沉降垃圾的压实、分解和垃圾颗粒位置调整等引起的。沉降计算可分为主压缩沉降和次压缩沉降，其计算方法和公式与土体的相似，但有关参数是针对垃圾而言的，正确的做法应由试验尤其是现场试验确定，也可以从长期观测中获得资料。在计算次压缩沉降时，次压缩系收Ca是一个重要的参数，它的意义为一个对数时间周期内孔隙比的变化，根据国外研究，Ca的值变化在0.32～0.13，平均值可取0.2，Ca的值将随时间的延伸而减小，大约在10年后，Ca将接近一个常数，为0.01～0.02。

9.6.3.2　填埋场稳定性评价

填埋场的稳定包括边坡的稳定，衬垫系统的稳定和垃圾本身的稳定。边坡与衬垫系统的稳定多数与所用的土工合成材料系统有关，将在后面叙述，垃圾体的稳定有几种可能的破坏形式，如图9.21所示。在这些破坏形式中，图9.21（a）是由于垃圾堆积体本身的强度不足；其余三者图9.21（b）为垃圾与土工膜界面摩擦强度不够；图9.21（c）和图9.21（d）都与土工膜本身的锚固不良和土工膜抗拉强度不足有关。

9.6.3.3　封盖系统的稳定

与衬垫系统相似，封盖系统也是土工合成材料GM（土工膜）、GCL上的隔离层沿接触面的稳定问题。因为隔离层上产生的孔隙水压力或隔离层下的气体压力会减小有效应力。稳定分析方法仍用一般的极限平衡法，以要求的安全系数FS控制。若FS不能满足要求，则要考虑加筋措施，常用土工格栅或高强土工织物作为筋材，独立锚固于土工膜。在分析中有几个问题需要提出。

（1）筋材的容许抗拉强度Tallow，依Koerner的建议：

式中：Tult为筋材抗拉强度极限值；RFID为施工机械损坏折减系数；RFCR为蠕变折减系数；RFCBD为化学或生物长期降解的折减系数。有关折减系数的选择可参考第6.6.1节。(www.xing528.com)

图9.21　堆积体可能的失稳形式

（a）内部破坏；（b）衬垫以上楔体破坏；（c）土工膜被拔出；（d）土工膜被拉断

（2）土工合成材料的界面摩擦角δ：对于土工格栅，为土与格栅摩擦角；对于土工织物，则为土工织物与土工膜的界面摩擦角，上述δ角应通过直剪试验确定。对于多层衬垫系统，有纹理的土工膜和无纺织物之间的δ角会超过20°。

（3）在确定各种材料的容许拉应力时，假定界面上土工合成材料变形相等，将各种材料的应力—应变关系绘在同一坐标系下，然后找到对应于同一应变的拉应力值，即各种材料的设计抵抗力，经求和并经折减系数折减后，即容许拉应力。

9.6.3.4　影响稳定的因素

（1）表面水通过植被层积聚在隔水层上，使封盖土完全饱和。但若土工材料有足够的排水能力时，坡面土为不饱和状态，这时坡面的稳定安全系数可大幅度提高（图9.22）。

图9.22　填埋场封顶系统中的入渗和复合排水

（2）隔离层下的气体压力会显著地减小与衬垫之间的有效压力，由此而发生的边坡失稳屡有发生。在经受气体压力时的稳定分析方法，可参看有关文献。

增加衬垫系统稳定性的方法有：坡趾反压土（这种方法并不理想），减薄坡面土形成锥形坡面，坡面加筋，以及常用的减小坡角增加坡长等，如图9.23所示。