垃圾填埋场封顶系统滑移破坏机理研究

填埋场封顶系统滑移破坏是填埋场最主要的失稳破坏模式之一，采用已有的边坡稳定分析理论无法解释其失稳机理，更无法进行合理设计。本项目采用剪切面积保持不变的大型直剪仪，考虑封顶系统所处的应力水平和外在环境，进行低应力和干湿条件下封顶系统土工织物界面剪切试验，提出封顶系统土工织物界面的软化变形机理。将损伤力学的基本理论引入界面本构关系，建立低应力条件下考虑软化特性的土工织物界面弹塑性损伤本构模型。模拟降雨或外部堆载作用下填埋场封顶系统土工织物界面剪应力的重分布和剪切位移的变化规律，揭示填埋场封顶系统滑移破坏机理，提出可直接指导工程应用的设计准则。本项目的研究不仅是合理评价填埋场稳定性和环境效应的重要基础，而且是合理设计填埋场的重要依据。同时，本项目将促进人们对土工织物界面软化机理的深入认识，推动界面损伤本构理论的发展和完善。

填埋场封顶系统滑移破坏是填埋场最主要的失稳破坏模式之一，采用已有的边坡稳定分析理论无法解释其失稳机理，更无法进行合理设计。本项目采用剪切面积保持不变的大型直剪仪，考虑封顶系统所处的应力水平和外在环境，进行封顶系统土工织物界面剪切试验，提出封顶系统土工织物界面的软化变形机理。然后,将界面的软化特征用塑性剪切位移来表示，建立考虑软化特性的土工织物界面弹塑性本构模型。造成封顶系统滑移破坏的因素很多，降雨是其中的一个重要因素，根据水量平衡原理，以扩展的Dupuit假定为基础，建立包含非稳定流状态下估算封顶系统饱和深度的计算模型，分析封顶系统最大饱和深度的变化规律。然后，考虑封顶系统的饱和水位和滑移界面的土--土工织物之间的粘聚力，提出了填埋场封顶系统稳定性的计算方法，揭示填埋场封顶系统失稳破坏机理；在实际工程中为了提高封顶系统的稳定性，通常会在封顶系统中铺设土工格栅，分析土工格栅对封顶系统稳定性的影响，提出可直接指导工程应用的设计准则。最后，针对填埋场封顶系统中两种不同的孔隙水压力模式，考虑水位的变化和地震力的影响，提出填埋场封顶系统在地震荷载作用下的稳定安全系数和屈服加速度计算公式，分析填埋场封顶系统动力失稳破坏机理；然后利用Newmark法分析地震作用下各种因素对填埋场封顶系统永久变形的影响。本项目的研究不仅是合理评价填埋场稳定性和环境效应的重要基础，而且是合理设计填埋场的重要依据。同时，本项目将促进人们对土工织物界面软化机理的深入认识，推动界面本构理论的发展和完善。