西北地區(qū)黃土作為垃圾填埋場(chǎng)中間覆蓋層的試驗(yàn)

史煒，柴曉利

（1.西安市固體廢棄物管理處，西安 710038；

2.同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200092）

西北地區(qū)黃土作為垃圾填埋場(chǎng)中間覆蓋層的試驗(yàn)

史煒1，柴曉利2

（1.西安市固體廢棄物管理處，西安 710038；

2.同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200092）

垃圾填埋場(chǎng)中間覆蓋層在垃圾分區(qū)或分層堆填作業(yè)過(guò)程中用于臨時(shí)封閉垃圾堆體、控制降雨入滲并減少蚊蠅滋生和臭氣等.常用的高密度聚乙烯（high density polyethylene, HDPE）膜作為中間覆蓋層,存在易被垃圾刺穿導(dǎo)致坡面雨水大量入滲和造價(jià)較高等問(wèn)題.我國(guó)西北地區(qū)氣候干旱且黃土分布廣泛,這些黃土是當(dāng)?shù)刂谱骼盥駡?chǎng)中間覆蓋層非常便利的材料.對(duì)黃土中間覆蓋層的夯實(shí)施工、防滲性能和歷經(jīng)干濕循環(huán)作用后開裂導(dǎo)致其滲透系數(shù)增大、防滲性能劣化進(jìn)行了試驗(yàn)研究.結(jié)果表明：黃土的飽和滲透系數(shù)隨干密度增大而增大,當(dāng)干密度達(dá)到1.60 g/cm3時(shí)其滲透系數(shù)為10-7～10-6cm/s,防滲性能較好；現(xiàn)場(chǎng)雙套環(huán)原位實(shí)驗(yàn)測(cè)得黃土飽和滲透系數(shù)為8.37×10-8cm/s,較室內(nèi)試驗(yàn)大1倍左右；黃土層歷經(jīng)自然干濕循環(huán)作用后易開裂,有裂縫條件下其飽和入滲系數(shù)為1.18×10-6cm/s,比無(wú)裂縫條件下的增大了14倍左右.在增設(shè)15 cm厚的保護(hù)植被土層后,黃土的開裂情況得到明顯抑制.

垃圾填埋場(chǎng)；黃土；中間覆蓋層；防滲性能

衛(wèi)生填埋是我國(guó)城市居民生活垃圾處理的主要手段，目前全國(guó)共有約1 000個(gè)填埋場(chǎng)［1］.隨著城市居民生活水平的提高，城市生活垃圾產(chǎn)量劇增，大量的生活垃圾進(jìn)入填埋場(chǎng)后需要進(jìn)行填埋作業(yè).在垃圾分區(qū)或分層堆填過(guò)程中，由于攤鋪、整平和壓實(shí)以及作業(yè)面的遷移等工序需要對(duì)裸露的垃圾進(jìn)行臨時(shí)覆蓋，以封閉覆蓋垃圾堆體并防止自然降雨入滲從而減少滋生的蚊蠅和臭氣等，因此垃圾的中間覆蓋層就像垃圾的“保護(hù)皮膚”，其下邊界直接與垃圾體接觸而上邊界直接暴露在外部氣候環(huán)境中，因而必須能經(jīng)受住干濕等各種氣候循環(huán)作用的考驗(yàn)［1］.若其功能弱化或失效，則會(huì)導(dǎo)致滲濾液產(chǎn)量顯著增加而誘發(fā)填埋體失穩(wěn)并加劇污染物的擴(kuò)散.

目前，我國(guó)垃圾填埋場(chǎng)大多采用一些人工材料作為中間覆蓋層進(jìn)行封閉覆蓋.圖1是我國(guó)南方某垃圾填埋場(chǎng)采用高密度聚乙烯（high density polyethylene，HDPE）膜進(jìn)行中間封場(chǎng)的情況.采用人工材料進(jìn)行臨時(shí)封場(chǎng)施工速度較快，但在工程造價(jià)、防滲效果、植被景觀和環(huán)境恢復(fù)上還存在較多問(wèn)題.例如HDPE鋪設(shè)、焊接等施工質(zhì)量要求高的工序需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作；隨著垃圾的逐步降解，一些堅(jiān)硬且尖銳的垃圾成分容易將HDPE膜刺穿導(dǎo)致坡面雨水大量滲入；垃圾降解過(guò)程中產(chǎn)生的填埋氣體無(wú)法被HDPE吸收，只能被隔絕或阻斷在膜下而導(dǎo)致產(chǎn)生鼓包，從而影響膜的穩(wěn)定性等.

圖1 HDPE膜中間覆蓋層Fig.1 HDPE intermediate cover

目前，對(duì)垃圾填埋場(chǎng)覆蓋層的研究主要集中于填埋場(chǎng)終場(chǎng)封場(chǎng)后的覆蓋層，而對(duì)于垃圾填埋作業(yè)中的中間覆蓋層的研究還未有報(bào)道.對(duì)于填埋場(chǎng)終場(chǎng)覆蓋層，劉川順等［2］和王康等［3］將水量平衡角度的蒸發(fā)量和蒸騰量及實(shí)測(cè)降雨量作為地表邊界研究了騰發(fā)式土質(zhì)覆蓋層在武漢地區(qū)的厚度取值；張文杰等［4-5］以經(jīng)驗(yàn)公式求得地表入滲量，并分析了1年內(nèi)填埋場(chǎng)蒸發(fā)式覆蓋系統(tǒng)中水分的運(yùn)移；詹良通等［6］將我國(guó)西北地區(qū)的黃土作為土質(zhì)覆蓋層的儲(chǔ)水材料，分析了在西北非濕潤(rùn)氣候區(qū)采用黃土作為土質(zhì)覆蓋層的可行性和初步設(shè)計(jì)厚度.研究表明，采用黃土作為土質(zhì)覆蓋層具有可行性且與傳統(tǒng)的黏土覆蓋層和復(fù)合覆蓋層相比在工程造價(jià)、植被綠化和覆蓋層穩(wěn)定性方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì).

我國(guó)廣大西北地區(qū)氣候相對(duì)干旱且黃土大量分布.在西北的典型城市中，西安的年降雨量500～800 mm為半濕潤(rùn)氣候；蘭州年降雨量200～500 mm為半干旱氣候；寧夏銀川地區(qū)的年均降雨200 mm以下為干旱氣候.這些地區(qū)降雨少，對(duì)臨時(shí)覆蓋層防滲性能的要求沒(méi)有南方多雨環(huán)境高，若采用當(dāng)?shù)剌^多的黃土作中間覆蓋層將會(huì)極大地改善填埋場(chǎng)的綠化效果并顯著降低工程造價(jià).然而目前我國(guó)對(duì)把黃土作為垃圾填埋場(chǎng)中間覆蓋層的研究還處于空白，對(duì)黃土作中間覆蓋層的壓實(shí)、水相滲透特性以及自然干濕循環(huán)條件下水力特性的變化規(guī)律缺乏科學(xué)系統(tǒng)的研究.鑒于此，本工作對(duì)黃土中間覆蓋層的夯實(shí)施工、防滲性能和干濕循環(huán)作用后黃土層開裂防滲效果劣化等方面進(jìn)行了系統(tǒng)性的試驗(yàn)研究.

1 試驗(yàn)填埋場(chǎng)

1.1 概況

本試驗(yàn)地點(diǎn)為西安市江村溝垃圾填埋場(chǎng)，該場(chǎng)是西安市區(qū)唯一的生活垃圾處理設(shè)施地，位于灞橋區(qū)狄寨鄉(xiāng)，距市中心16 km，占地約73萬(wàn)m2，總?cè)莘e4 900多萬(wàn)m3，目前生活垃圾日處理量達(dá)7 500 t左右.填埋場(chǎng)建設(shè)于黃土臺(tái)塬區(qū)的狹長(zhǎng)溝谷內(nèi)，屬于山谷型填埋場(chǎng).填埋場(chǎng)溝谷谷底上下游長(zhǎng)度超過(guò)1 000 m，溝谷兩側(cè)為原始的黃土邊坡，黃土邊坡坡度較陡，坡高超過(guò)60 m.填埋區(qū)域位于兩側(cè)黃土邊坡之間的溝谷內(nèi)，因而黃土土源和取土條件十分便利（見圖2）.試驗(yàn)區(qū)域選擇在江村溝垃圾填埋場(chǎng)的第6級(jí)平臺(tái)上，該區(qū)域的垃圾填埋時(shí)間約3～5 a，垃圾降解產(chǎn)生的沉降基本穩(wěn)定.

1.2 材料、尺寸、工況和目的

在填埋場(chǎng)兩側(cè)原始黃土邊坡上選取了兩個(gè)點(diǎn)的黃土土料（見圖2），根據(jù)邊坡兩側(cè)的工程地質(zhì)剖面設(shè)所取黃土為Q2和Q3黃土.試驗(yàn)研究項(xiàng)目和目的如表1所示，包括室內(nèi)基本性質(zhì)測(cè)試和室外現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)兩部分.室內(nèi)測(cè)試主要包括黃土的基本性質(zhì)測(cè)試、室內(nèi)滲透系數(shù)測(cè)試以及黃土擊實(shí)試驗(yàn)等.室內(nèi)試驗(yàn)主要有兩個(gè)目的：①獲得黃土最大干密度和最優(yōu)含水率；②獲得黃土壓實(shí)程度（干密度）與滲透性之間的關(guān)系.室外現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)主要包括現(xiàn)場(chǎng)黃土臨時(shí)覆蓋層夯實(shí)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)雙套環(huán)原位滲透試驗(yàn)，主要有兩個(gè)目的：①通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)夯實(shí)試驗(yàn)獲得黃土在斜坡和垃圾碎石層之上的夯實(shí)特性，掌握夯實(shí)試驗(yàn)中黃土的夯實(shí)遍數(shù)、虛鋪厚度、干密度的變化規(guī)律以指導(dǎo)黃土中間覆蓋層的夯實(shí)施工；②進(jìn)行黃土臨時(shí)覆蓋層現(xiàn)場(chǎng)雙套環(huán)原位入滲系數(shù)測(cè)試和覆蓋層植草長(zhǎng)期對(duì)比監(jiān)測(cè)觀察.

圖2 黃土邊坡和取樣點(diǎn)Fig.2 Loess slope and soil sampling points

2 黃土室內(nèi)基本性質(zhì)

2.1 試驗(yàn)黃土基本性質(zhì)

黃土室內(nèi)基本性質(zhì)測(cè)試結(jié)果如表2所示.結(jié)果表明，在同一地質(zhì)剖面Q2，Q3黃土的天然含水率基本接近，在18%～20%之間，雖然二者埋藏深度不同，但都暴露在邊坡剖面較長(zhǎng)時(shí)間，受到的降雨、日照和大氣溫度等條件基本接近.此外從二者的干密度來(lái)看，Q2黃土為1.76 g/cm3，Q3為1.70 g/cm3，這與二者的埋藏深度和自重應(yīng)力差別有關(guān)系.兩類黃土的顆分級(jí)配曲線（見圖3）和液塑限測(cè)定結(jié)果基本接近，從土類劃分上來(lái)看二者都屬于典型的粉質(zhì)黏土.圖4為Q2和Q3黃土的輕型擊實(shí)試驗(yàn)曲線.從圖中可以看出，在室內(nèi)輕型擊實(shí)條件下Q3黃土最大干密度為1.72 g/cm3，最優(yōu)含水率為19.5%；Q2黃土的最大干密度為1.73 g/cm3，最優(yōu)含水率為19.1%.

表1 項(xiàng)目名稱和目的Table 1 Test items and purpose

表2 黃土性質(zhì)參數(shù)Table 2 Parameters of loess's property

圖3 Q2和Q3黃土顆分級(jí)配曲線Fig.3 Grain composition curves of Q2 and Q3 loess

圖4 室內(nèi)黃土的擊實(shí)曲線Fig.4 Compaction curves of loess in laboratory

2.2 黃土滲透系數(shù)與干密度關(guān)系

室內(nèi)進(jìn)行了不同干密度條件下黃土的飽和滲透系數(shù)（Ks）測(cè)試（見圖5）.由圖5可見黃土的滲透系數(shù)在10-7～10-5cm/s數(shù)量級(jí)之間，其飽和滲透系數(shù)隨著干密度的增大而逐漸減小.當(dāng)黃土干密度在1.50 g/cm3以下時(shí)，其滲透系數(shù)為10-5～10-4cm/s；當(dāng)黃土干密度在1.50～1.60 g/cm3之間時(shí)，其滲透系數(shù)為10-6～10-5cm/s；當(dāng)黃土干密度在1.60 g/cm3以上時(shí)，其滲透系數(shù)為10-7～10-6cm/s.我國(guó)《生活垃圾衛(wèi)生填埋處理技術(shù)規(guī)范》［7］規(guī)定：填埋場(chǎng)封場(chǎng)覆蓋層中粘土的滲透系數(shù)不應(yīng)大于1.0×10-7cm/s，因此參考該規(guī)范的要求現(xiàn)場(chǎng)黃土夯實(shí)后干密度宜大于1.60 g/cm3.

圖5 室內(nèi)黃土干密度與滲透系數(shù)關(guān)系Fig.5 Soil dry density-permeability relationship in laboratory

3 室外現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)夯實(shí)特性

室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明，在同一地點(diǎn)所取的Q2和Q3黃土的土體類別和擊實(shí)特性較為接近，因此室外只選取了Q3黃土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)夯實(shí)試驗(yàn).試驗(yàn)點(diǎn)選擇垃圾填埋場(chǎng)填埋區(qū)的第6級(jí)平臺(tái)邊坡，邊坡坡度為16.8?（見圖6）.試驗(yàn)區(qū)尺寸長(zhǎng)4 m，寬3 m，試驗(yàn)土層從上至下結(jié)構(gòu)依次為20～30 cm黃土層、200 g/m2無(wú)紡?fù)凉げ肌?0 cm厚碎石層和填埋垃圾層.夯實(shí)機(jī)具采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)沖擊夯進(jìn)行土樣振動(dòng)夯實(shí)，夯實(shí)板尺寸為25 cm×25 cm.根據(jù)該機(jī)械的使用說(shuō)明按建議推薦值為10～13 m/min的速度夯實(shí)前進(jìn).由于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得黃土的天然含水率（18.9%）與最優(yōu)含水率（19.5%）接近，因此夯實(shí)試驗(yàn)主要考慮黃土的虛鋪厚度和碾壓夯實(shí)次數(shù)兩個(gè)因素，試驗(yàn)中共考慮了3個(gè)虛鋪厚度和4種碾壓次數(shù).

圖6 黃土中間覆蓋層現(xiàn)場(chǎng)夯實(shí)試驗(yàn)Fig.6 Compaction experiment in loess intermediate cover

（1）土樣虛鋪厚度為20 cm，碾壓次數(shù)分別為2，4，6，8次；

（2）土樣虛鋪厚度為25 cm，碾壓次數(shù)分別為2，4，6，8次；

（3）土樣虛鋪厚度為30 cm，碾壓次數(shù)分別為2，4，6，8次.

夯實(shí)后分別在土層的頂部（表層以下3 cm）和底部（土層底部之上3 cm）取土樣進(jìn)行測(cè)試獲得其干密度.

3.1 振動(dòng)夯實(shí)遍數(shù)與夯實(shí)密度的關(guān)系

圖7為虛鋪厚度為20 cm，經(jīng)不同次數(shù)夯實(shí)后黃土表層（深3 cm）和底層（深17 cm）處土體干密度分布圖.由圖可見，隨著夯實(shí)次數(shù)的增加，土體干密度逐漸增大，當(dāng)夯實(shí)次數(shù)達(dá)到6次時(shí)，表層土體的干密度達(dá)到1.68 g/cm3而底層土體的干密度達(dá)到1.57 g/cm3，隨著夯實(shí)次數(shù)增加到8次后，表層土干密度基本維持在1.68 g/cm3并略有下降，底部土層的干密度則繼續(xù)增大達(dá)到1.61 g/cm3.和室內(nèi)的擊實(shí)試驗(yàn)相比，室內(nèi)測(cè)得最大干密度為1.72 g/cm3，而現(xiàn)場(chǎng)的最大干密度為1.68 g/cm3，這與現(xiàn)場(chǎng)為斜坡有關(guān)，因?yàn)橐环矫嬲駝?dòng)平板夯實(shí)儀操作控制不便，另一方面土層底部為松散碎石且土料邊界沒(méi)有約束條件，多次夯實(shí)后原夯實(shí)的土壤被再次擾動(dòng)［8］.

圖7 虛鋪厚度20 cm夯實(shí)效果Fig.7 Compaction curves of pseudo thickness 20 cm

3.2 虛鋪厚度對(duì)夯實(shí)均勻性的影響

工程經(jīng)驗(yàn)表明，土體夯實(shí)施工中土體受到的擊實(shí)功隨著土體深度的增加而減小，為了獲得土體干密度上下均勻一致的夯實(shí)效果需要選擇適當(dāng)?shù)奶撲伜穸?現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了虛鋪厚度分別為20，25和30 cm條件下的夯實(shí)試驗(yàn).圖8和9是虛鋪厚度分別為25和30 cm條件下土體不同深度干密度與夯實(shí)次數(shù)間的關(guān)系，圖10顯示了3種虛鋪厚度條件下土體表層土與底層土之間干密度不均勻性系數(shù).可見，虛鋪厚度越厚，表層土和底部土的干密度之間的差距越大.當(dāng)虛鋪厚度為20 cm時(shí)，頂部和底部土層干密度之間的差距約在5%以內(nèi)；當(dāng)虛鋪厚度為25 cm時(shí)，頂部和底部土層干密度之間的差距約在9%～16%之間；當(dāng)虛鋪厚度為30 cm時(shí)，頂部和底部土層干密度之間的差距約在15%～20%之間.底層土與表層土之間干密度有差異可能有如下原因：①夯實(shí)過(guò)程中隨著土體深度的增加土體受到的擊實(shí)功逐步遞減；②底部存在一層30 cm厚的碎石層且分布在斜坡上，這導(dǎo)致底部土體受到的約束減小.可見，在現(xiàn)場(chǎng)夯實(shí)條件下，為了獲得上下更為均勻一致的夯實(shí)效果，虛鋪厚度建議取值為20 cm.

圖8 虛鋪厚度為25 cm夯實(shí)效果Fig.8 Compaction curves of pseudo thickness 25 cm

圖9 虛鋪厚度為30 cm夯實(shí)效果Fig.9 Compaction curves of pseudo thickness 30 cm

圖10 不同虛鋪厚度土體夯實(shí)均勻性Fig.10 Uniformity of soil compaction

4 黃土中間覆蓋層現(xiàn)場(chǎng)入滲長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)

4.1 室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)無(wú)裂縫條件黃土飽和滲透系數(shù)對(duì)比

進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)雙套環(huán)原位入滲試驗(yàn)以對(duì)黃土臨時(shí)覆蓋層的入滲系數(shù)進(jìn)行測(cè)試（見圖11）.試驗(yàn)中雙套環(huán)尺寸如下：外環(huán)直徑為1.0 m，內(nèi)環(huán)直徑為0.5 m，兩環(huán)高均為0.3 m，認(rèn)為當(dāng)處于同一圓心的內(nèi)外環(huán)中都充滿水時(shí)，內(nèi)環(huán)中的滲透視為豎直方向的一維滲流.夯實(shí)試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行了雙套環(huán)原位試驗(yàn)，試驗(yàn)黃土干密度（Pd）分別為1.68和1.54 g/cm3，測(cè)試結(jié)果如圖12所示.可見在試驗(yàn)初期由于土體處于非飽和狀態(tài)，土樣入滲系數(shù)都較高，但當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后土樣含水率逐漸增高，土樣的入滲系數(shù)逐漸減小而區(qū)域穩(wěn)定.表3列出了現(xiàn)場(chǎng)雙套環(huán)試驗(yàn)測(cè)得的黃土臨時(shí)覆蓋層入滲系數(shù)與室內(nèi)單元體測(cè)試的滲透系數(shù)對(duì)比情況.以干密度為1.68 g/cm3的黃土臨時(shí)覆蓋層為例，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)穩(wěn)定飽和入滲系數(shù)為8.37×10-8cm/s，而室內(nèi)單元體標(biāo)準(zhǔn)滲透系數(shù)為4.16×10-8cm/s，約比現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果小50%.分析原因可能是由于黃土中伴有碳酸鈣質(zhì)類結(jié)核，室內(nèi)試驗(yàn)由于所取黃土樣本質(zhì)量較小且經(jīng)過(guò)篩處理后這部分結(jié)核被剔除，而現(xiàn)場(chǎng)大范圍施工黃土沒(méi)有進(jìn)行過(guò)篩處理且黃土夯實(shí)質(zhì)量也不如室內(nèi)樣本精細(xì)和均勻所致.

圖11 雙套環(huán)原位滲透試驗(yàn)Fig.11 Double ring infiltration experiment

圖12 不同干密度黃土中間覆蓋層滲透系數(shù)Fig.12 Permeability coefficients of loess intermediate cover in different dry densities

表3 室內(nèi)與現(xiàn)場(chǎng)黃土臨時(shí)覆蓋層飽和滲透系數(shù)對(duì)比Table 3 Comparison of saturated permeability between laboratory and field cover

4.2 經(jīng)歷干濕循環(huán)后黃土有裂縫條件飽和滲透系數(shù)

中間覆蓋層服役時(shí)間不像填埋場(chǎng)終場(chǎng)覆蓋層那樣長(zhǎng)達(dá)幾十年之久，但也會(huì)有數(shù)月甚至長(zhǎng)達(dá)1～2 a的時(shí)間，因此有必要對(duì)其開裂后防滲性能的劣化現(xiàn)象進(jìn)行研究［9-10］.圖13是監(jiān)測(cè)期間觀測(cè)到的無(wú)植被條件下黃土中間覆蓋層表層土的開裂情況.由圖可見，土層上有較多裂縫分布.裂縫測(cè)試結(jié)果表明：裂縫寬度約在2～6 mm之間，深度分布在表層以下0～15 cm的范圍.在此開裂情況下進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)雙套環(huán)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖14所示.由圖可見，有裂縫出現(xiàn)后，其穩(wěn)定飽和滲透系數(shù)為1.18×10-6cm/s，約是覆蓋層未開裂條件下的14.09倍.這表明黃土中間覆蓋層經(jīng)歷干濕循環(huán)后黃土臨時(shí)覆蓋層會(huì)出現(xiàn)開裂，且開裂導(dǎo)致其滲透系數(shù)明顯增大而使防滲性能弱化.

圖13 黃土中間覆蓋層的開裂Fig.13 Crack of loess intermediate cover

圖14 有、無(wú)裂縫條件下黃土中間覆蓋層滲透系數(shù)Fig.14 Permeability coefficients of loess intermediate cover with or without crack

4.3 植草對(duì)覆蓋層開裂性能的改善觀測(cè)

圖15 黃土中間覆蓋層植草后裂縫探坑觀測(cè)Fig.15 Crack observation of loess intermediate cover

在無(wú)植被條件黃土中間覆蓋層的表層增設(shè)了15 cm厚植被土并種植了植被.圖15是在表層增設(shè)了15 cm厚植被土.從圖中可以清晰地看見植被根系已經(jīng)有較好的發(fā)育，覆蓋層內(nèi)未見有明顯的裂縫分布，土層結(jié)構(gòu)均勻完整開裂情況不明顯；與對(duì)照組中無(wú)植被黃土覆蓋層的開裂情況相比，開裂情況有較大程度的抑制，防滲功能發(fā)揮穩(wěn)定.但考慮到目前研究監(jiān)測(cè)的時(shí)間和周期較短，尚未經(jīng)歷大旱大澇的極端天氣，黃土層的開裂情況和后期防滲性能的劣化測(cè)試工作仍需進(jìn)一步展開.

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)城市生活垃圾填埋場(chǎng)黃土中間覆蓋層開展室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，得到如下結(jié)論.

（1）擊實(shí)黃土的滲透系數(shù)隨其干密度的增大而減小.當(dāng)黃土干密度達(dá)到1.60 g/cm3以上時(shí)，其滲透系數(shù)為10-8cm/s，防滲性能較好，能夠用于城市垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)的中間覆蓋層.

（2）采用小型平板夯實(shí)儀對(duì)黃土進(jìn)行夯實(shí)是可行的，當(dāng)虛鋪厚度為20 cm時(shí)表層土和底層土夯實(shí)均勻系數(shù)相差較小，夯實(shí)質(zhì)量較好.

（3）現(xiàn)場(chǎng)黃土臨時(shí)覆蓋層滲透系數(shù)較室內(nèi)單元體試樣相比滲透系數(shù)約增大1倍，黃土臨時(shí)覆蓋層在經(jīng)歷干濕循環(huán)作用后會(huì)在土體中產(chǎn)生裂縫從而降低黃土的防滲性能，開裂后滲透系數(shù)約是未開裂時(shí)的14倍.

［1］賈官偉.固廢堆場(chǎng)終場(chǎng)土質(zhì)覆蓋層中水分運(yùn)移規(guī)律及調(diào)控方法研究［D］.杭州：浙江大學(xué),2010.

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Experiments on loess as intermediate cover in landfills in northwest China

SHI Wei1，CHAI Xiaoli2
（1.Xi'an Solid Waste Administration，Xi'an 710038，China；
2.College of Environmental Science and Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China）

The functions of intermediate covering layer of landfill include temporary enclosure of garbage,control of rainfall infiltration,reducing mosquito breeding,etc.High density polyethylene（HDPE）film is easy to pierce to cause rain infiltration,but the cost is high.The northwest area of China is dry,with loess widely distributed.It is convenient to be used as a landfill intermediate cover.Experimental studies are carried out on tamping construction,impervious performance and impervious performance deterioration after wetting and drying cycles.The results show that the saturated permeability coefficient of loess increases with increasing dry density.Dry density reaches 1.60 g/cm3when its permeability is from 10-7cm/s to 10-6cm/s.The field double ring in situ experimental permeability coefficient is 8.37×10-8cm/s,about double as in the indoor test.With the natural drying wetting cycle condition of saturated infiltration coefficient being 1.18× 10-6cm/s,it is 14 times greater than the condition without crack.Adding a soil vegetationlayer with thickness of 15 cm,cracking of loess is suppressed.

landfill；loess；temporary cover；anti-seepage performance

TU 443

A

1007-2861（2016）04-0505-10

10.3969/j.issn.1007-2861.2015.03.019

2015-06-09

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51110742）

柴曉利（1968—），男，教授，博士生導(dǎo)師，博士，研究方向?yàn)楣腆w廢物處理處置與資源化、溫室氣體控制與資源化技術(shù).E-mail：xlchai@#edu.cn