稳定化垃圾焚烧飞灰的水力-力学特性测试及其堆体稳定性分析

对稳定化垃圾焚烧飞灰(稳定化飞灰)填埋场进行稳定性评估是保障填埋场长期安全运营的关键,而稳定化飞灰的水力-力学特性是进行稳定性评估的重要参数。为掌握稳定化飞灰在水力-力学特性方面的特征,以南京某稳定化飞灰填埋场为工程对象,测试了0~11个月龄期范围内稳定化飞灰的水力-力学特性,并与生活垃圾进行了对比。研究结果发现:稳定化飞灰的重度为11.0~12.3 kN/m~3,内摩擦角为32.9°~34.2°,两者的龄期效应均不明显;黏聚力在14.0~19.5 kPa之间,随龄期的增长呈下降趋势;随着埋深的增大,残余体积含水量呈增大趋势,进气值呈减小趋势,而土水特征曲线变陡;当初始孔隙比为1.60~2.15时,饱和渗透系数为9.20×10^-6~3.82×10^-5m/s。在此基础上,采用Geo-Studio软件分析了降雨、坡高、坡比、渗滤液水位等对稳定化飞灰堆体稳定性的影响。结果发现:平均型、前峰型和中峰型降雨模式在降雨前期对稳定性影响较大,后峰型降雨模式在降雨后期对稳定性影响较大。随着填埋高度或坡比的增大,稳定安全系数逐渐减小。随着相对渗滤液水位的提高,稳定安全系数显著下降且下降速度越来越快。稳定化飞灰在水力-力学特性及其龄期效应方面均与生活垃圾存在差异,对稳定化飞灰填埋堆体进行稳定性评估时,不可盲目采用生活垃圾填埋场相关规范及推荐参数。

填埋场生活垃圾焚烧飞灰的土力学特性

我国生活垃圾焚烧飞灰逐年增加,大部分进入填埋场处置。然而关于飞灰的土力学特性研究相对较少,不利于指导飞灰填埋作业。对我国南方某填埋场稳定化焚烧飞灰的土力学特性进行了测试,并与前人的研究结果进行对比和分析。研究结果显示:生活垃圾焚烧厂原状飞灰属于级配良好粉土,经药剂、石灰、水泥稳定化固化处理后,颗粒大小逐渐增加,变为级配不良的粉砂、粗砂,甚至砂砾。不同填埋场飞灰的土力学特性差异较大,压缩系数αv1-2为0.26~2.96 MPa^(-1),压缩性等级为中等到高等级,黏聚力为8.00~19.47 kPa,摩擦角为32.5°~36.3°,重度为11.0~16.3 kN/m3。