地震作用下考虑衬垫影响的垃圾填埋场动力响应特性及永久变形

与普通土体边坡相比，人们对垃圾填埋场的地震变形机理及破坏模式还缺乏深入了解；由于垃圾体特殊的动力特性和地震作用下填埋场底部衬垫界面动力剪切变形的影响，采用已有的边坡动力分析方法无法解释填埋场动力失稳机理及变形特性，更无法进行合理设计。本课题通过室内大型动三轴试验仪研究我国典型垃圾土的动力特性，分析垃圾土参数和动力参数的变化对垃圾土动力特性的影响规律，提出我国典型垃圾土的动剪切模量和阻尼比的计算模型及取值范围；利用自制的大型界面剪切仪，研究填埋场底部衬垫各类土工织物界面的动力剪切变形机理，建立土工织物界面的动力计算模型；在此基础上，提出地震作用下考虑衬垫影响的填埋场动力响应及永久变形计算方法，分析地震作用下填埋场的动力变形特性，建立地震作用下填埋场的安全控制设计准则。本课题的研究对现代卫生填埋场的动力稳定性和环境效应的合理分析与评价，以及现代卫生填埋场的科学设计都有重要的工程意义和理论价值。

与普通土体边坡相比，垃圾填埋场的地震变形机理及破坏模式极其复杂，采用已有的边坡动力分析方法无法解释填埋场动力失稳机理及变形特性，更无法进行合理设计。本课题重点研究了垃圾体的动力特性和地震作用下填埋场底部衬垫界面动力剪切变形的影响。首先，提出了我国典型垃圾土动力特性的变化规律及其与各主要影响因素的定量关系。针对衬垫界面的复杂特性，提出了动力条件下衬垫界面滑动摩擦本构模型，并研究了动力条件下界面摩擦系数的选取方法。然后，进行了重复荷载作用下衬垫系统界面剪切特性试验，获得了HDPE土工膜-黏土和HDPE土工膜-无纺土工布两种界面的静动力剪切特性。基于提出的界面动力摩擦模型，将其程序嵌构于ABAQUS软件中，建立模型并分析了复杂动力作用下考虑衬垫作用的填埋场动力响应与永久变形规律，研究了地震作用下垃圾填埋场的动力变形特性，建立地震作用下填埋场的安全控制设计准则。本课题的研究对现代卫生填埋场的动力稳定性和环境效应的合理分析与评价，以及现代卫生填埋场的科学设计都有重要的工程意义和理论价值。