①根据实际工程设计了一个尺寸为1.5 m×0.6 m×1 m的等比例微缩室内模型箱进行渗流试验,在模型箱中间槽钢部分浇筑一道厚度为80 mm的防渗墙,以模拟实际垃圾场的防渗墙,墙体材料为聚乙烯醇改性防渗浆材(即PBFC防渗浆材)。在蓄水容积及水位高度不变的情况下,加装插板后迎水面积减少约48%,每日渗透量实测值均值较未加装插板减少了54.6%,减少幅度与有限元分析的48.3%较接近。
②模拟试验中,加装插板及未加装插板的每日渗透量实测值在5 d内逐渐减小并趋于稳定。达到稳定后,两种工况的每日渗透量实测值均值较5 d前的平均值分别降低了38.1%及57.3%。这是由模型墙投入使用后吸水膨胀导致孔径收缩,墙体渗透系数在此期间减小并在饱和后达到稳定。稳定后的渗透量实测值与数值模拟的结果接近,较好地验证了有限元分析的结果。
③对模型试验的分析结果显示,模型防渗墙两侧的孔隙水压力范围为-10~6 kPa,远小于防渗浆材的设计抗压强度。模型防渗墙在没有外部土层支撑的情况下未观察到有明显变形及破坏,验证了有限元分析结果。这就说明了防渗墙的设计比较合理,满足工程要求。
④通过对实际垃圾填埋场四周垂直防渗墙渗流数值分析得出,渗滤液的渗透速度随墙高增加而减小,实际工程中由于地层及内坡的阻滞作用会使渗透速度随墙高增加出现先增大后减小的趋势。穿透防渗墙后,渗透速度最多可降低17.6%。从渗透矢量分布可知,渗径主要集中在墙体中下部,因此在实际工程中需对这些部位多加关注。(www.xing528.com)
⑤对模型试验及实际垃圾填埋场的数值模拟结果显示,渗透比降处于安全范围,浸润线在防渗墙上的溢出点远低于浸入点,同时外部土层中的水头高度和孔隙水压力等势线显著低于垃圾填埋场内斜坡,说明防渗墙可以在正常使用的同时提高周边环境的渗透稳定性。
⑥重金属污染物运移数学模型的计算精确性较高,可判断出防渗墙能使重金属污染物在运移过程中,在水力梯度和浓度梯度作用下发生沉淀、扩散、吸附和转化,从而完成对渗滤液的污染控制。经模拟计算,在垃圾填埋场设计使用的40年以内,防渗墙对铅的阻滞率达99.5%以上,对镉的阻滞率达98%以上,这与防渗浆材固结体浆材吸附阻滞性测试的结果比较接近。由PBFC防渗浆材做成的防渗墙对污染物的阻滞作用具有时效性,即初期阻滞作用较强,后期有逐渐减弱的趋势,保证一定的隔离墙厚度(一般B≥60 cm)可确保对渗滤液污染物的吸附阻滞效果。
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