湖北省自然科学基金(2007ABB039)
- 作品数：13 被引量：34H指数：3
- 相关作者：薛强刘磊赵颖梁冰杨勇更多>>
- 相关机构：中国科学院武汉岩土力学研究所武汉工业学院辽宁工程技术大学更多>>
- 发文基金：湖北省自然科学基金国家自然科学基金国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程自动化与计算机技术理学农业科学更多>>
- 地表水入渗对垃圾填埋场水质水量影响的数值模拟分析被引量：7
- 2010年
- 将填埋垃圾视作一种特殊土体,建立了综合描述垃圾填埋场内渗滤液水分的饱和-非饱和渗流、垃圾土体沉降变形、有机污染物的释放、迁移、转化,以及微生物的生长、衰减等物理化学过程的多场耦合仿真分析模型,将任意的Lagrangian-Eulerian(ALE)方法引入到模型求解中,基于自行开发的仿真分析程序,开展了地表水入渗对垃圾填埋场水质、水量影响的数值仿真分析研究。模拟结果表明:300 d的非饱和水分入渗及内源水产生可使填埋单元内渗滤液饱和液面最高达6 m;地表水入渗对水相可溶性可降解有机物浓度和厌氧微生物浓度具有显著的影响,并间接地影响固相可溶性可降解有机物和微生物的浓度分布。
- 赵颖梁冰薛强刘磊
- 关键词：填埋场渗滤液有机污染物数值仿真分析
- 考虑填埋场沉降和生物降解作用下的孔隙度仿真预测研究被引量：6
- 2009年
- 垃圾填埋场上覆层的压缩以及自身的降解作用使内部孔隙结构发生了改变。沉降和生物化学反应的双重作用改变了填埋场原有孔隙度分布。将垃圾压缩变形和微生物降解所引起的产气过程相结合,建立了描述填埋场孔隙度-位移-气体压力相互作用的耦合数学模型,并给出了耦合模型的数值格式。通过数值计算得到了垃圾填埋体的沉降应变、孔隙度、孔隙渗透及扩散特性的变化规律。计算结果表明,填埋场运营前10年垃圾降解对孔隙度作用较明显,孔隙度呈线性增大,随后增大幅度减缓,达到峰值后逐渐减小,减小过程主要受垃圾沉降作用影响;不同成分的有机质含量对孔隙度的影响也存在差异;受有机质降解作用的影响,填埋约为190个月时固有渗透率可达到1.4×10-12m2,Dg/D0可达到0.178。因此,开展填埋场沉降和生物降解作用下孔隙度的预测研究,对于评价填埋气体的有效控制以及填埋场安全指标体系的完善都具有重要的现实意义。
- 刘磊梁冰薛强赵颖
- 关键词：垃圾填埋场沉降生物降解孔隙度
- 填埋场封场覆盖层水分传输的动态规律研究
- 2011年
- 为保证填埋场的安全运行及控制垃圾渗滤液的产量,垃圾填埋场通常建有封场覆盖层。封场覆盖层中水分的动态变化是关系到封场系统能否有效运行的至关重要的问题。在考虑降水、蒸发循环补给的边界条件下,建立了水分在封顶系统中运移的数学模型,并采用此模型预测了11次蒸发、降水循环补给边界作用下,封场覆盖系统中土壤含水率的变化。另外,对降水强度、降水持续时间进行了参数分析。数值计算结果表明,整个覆盖封顶系统中含水率对边界变化响应的灵敏程度随土层深度的延伸而逐渐减弱,其中反应最为敏感的是最上层的植被层;当降雨强度为10cm/h,持续时间达到14.5小时,水分将穿透整个封顶覆盖系统。
- 龚龙飞薛强李艳刘建军
- 关键词：垃圾填埋场水分传输数值仿真
- 水相作用下填埋气体迁移数值仿真及参数灵敏性研究被引量：1
- 2008年
- 垃圾填埋气体(LFG)的资源化利用作为控制其对周围环境污染的有效手段已得到了越来越广泛的关注。填埋气体的迁移过程是一种伴随多相多组分的非稳态渗流问题。将垃圾填埋场视为非饱和传输介质,建立了描述填埋气体迁移演化的气-水两相耦合数值模型。数值仿真结果表明:垃圾存放的年份越久,产量下降越缓慢。封场a年与封场b年后产量的比值同气体压力比值基本相同;随着饱和度(Sw)的增加,气体产量呈下降趋势。因此,在预测抽气量的过程不能忽略水相饱和度;提高固有渗透率(k)后气相压力梯度增大,气体的传输路径变宽,同时,填埋气体流速加快,导致气体的产量的增加。因此,在预测注井抽气状态下填埋气体的压力及产量分布时以及对填埋气体收集系统设计时,对气体传输参数进行灵敏性分析具有重要意义。
- 刘磊梁冰薛强赵颖
- 关键词：水相填埋气体数值仿真参数灵敏性
- 城市生活垃圾室内沉降仪研制与特性试验被引量：2
- 2010年
- 对城市生活垃圾沉降特性进行了室内试验研究,自主研制了用于测定生活垃圾沉降的试验仪,测定了淋溶、温度、应力、自然4种不同工况条件下的垃圾土的沉降变形量。研究了不同工况条件下的垃圾土的沉降变化规律及垃圾土的变形机理和过程。拟合了垃圾土沉降随时间变化的预测曲线,分析了孔隙率与沉降速率的变化关系。试验结果表明:淋溶作用对垃圾沉降速率的影响最大,应力作用其次,自然状态最小。得到沉降速率与孔隙率变化关系,其预测模式可为理论研究提供本构模型。研究结果表明:通过渗滤液回灌可加速填埋场沉降,增加其库容量,缩短封场时间。垃圾填埋前通过压缩打包处理,可增加库容量,并减少二次污染。为垃圾填埋场的稳定性分析、变形计算及封场后作为建筑地基的可行性研究提供理论依据和技术支持。
- 杨勇薛强李国敏
- 关键词：城市生活垃圾淋溶
- 填埋气体运移渗流场-应力场耦合模型及数值仿真被引量：2
- 2010年
- 基于流固耦合机制和多孔介质流体动力学理论,根据Landgem产气方程、气体状态方程,结合达西定律、有效应力原理,建立了渗流场-应力场耦合填埋气体运移模型。利用伽辽金方法对模型进行了离散,通过有限元方法对耦合作用下填埋气体压力分布规律进行了数值仿真分析,同时对垃圾填埋变形介质参数以及垃圾降解系数对填埋气体产气量影响进行了定量评价,表明耦合作用下抽气时孔隙结构发生改变,阻滞气体的运移,导致耦合作用较未考虑耦合作用的气体压力低。垃圾填埋气体的产气量小,对变形介质参数和降解系数的定量评价结果表明,垃圾填埋气体的产气量随着渗透系数和降解系数的增大而增加,因此耦合作用不能忽略。这不仅为准确控制气体的挥发与扩散以及气体资源的再利用提供可靠的理论依据,而且对于生态环境的保护和垃圾资源化利用具有重要的理论意义和实际应用价值。
- 杨勇薛强李国敏
- 关键词：填埋气体渗流场应力场数值仿真
- 垃圾渗沥液释放传输过程的研究现状及发展趋势被引量：2
- 2010年
- 根据渗沥液所处的不同环境区域,从渗沥液释放传输机理及试验、渗沥液释放传输过程的耦合数值分析等方面,分析了国内外垃圾渗沥液释放传输过程的研究现状及发展趋势,结果表明:揭示物性参数间的本构关系,提出定量的计算模式;建立更加接近于真实情况的多场耦合模型;开展大变形多孔介质污染物传输多场耦合模型求解新方法研究;采用归一化数学模型,将填埋场、非饱和含水层和饱和含水层作为统一的整体进行模拟研究,将是该领域研究的重要趋势。
- 赵颖薛强梁冰刘磊
- 关键词：垃圾渗沥液
- 垃圾填埋场封场后气体产出及释放规律研究被引量：7
- 2010年
- 以生物降解和多孔介质渗流理论为基础,建立了填埋气体产出和释放的耦合动力学模型。仿真预测的结果表明:垃圾降解产气和气体迁移释放2个过程相互联系,都不能被忽略;垃圾填埋场上方所设置的覆盖层对气体向外部释放有良好的抑制作用。
- 刘磊薛强梁冰赵颖
- 关键词：垃圾填埋场填埋气体降解
- 填埋场及邻近地层中温度和气体压力的耦合模拟被引量：1
- 2008年
- 基于多孔介质渗流力学和热力学理论,从填埋场内非等温的角度,考虑填埋场污染气体的产生和运移,建立了填埋场内热质传输的耦合数学模型,给出了针对模型控制方程的数值离散方法。模拟结果表明:由于填埋场内热量产生的不均衡性,导致了温度分布的不均匀,进而产生的温度梯度对填埋场内污染气体压力的空间分布及时间变化产生了不可忽略的影响。而在邻近地层中,温度和气压的变化速率都较填埋场内的慢,这是由于选取了较低的气体渗流率和温度传导系数的缘故。该耦合模型的提出及相关分析不仅可为填埋场内污染气体的产生和运移研究提供理论支持,而且对相关控制参数的分析和填埋气体收集系统的设计有着重要的实践意义。
- 张纬薛强胡竹云刘磊
- 关键词：填埋场温度气体压力
- 卫生填埋场土工防渗系统被引量：1
- 2008年
- 为深入探讨垃圾填埋场防渗系统破坏造成的环境污染问题,基于环境岩土工程和多孔介质渗流力学理论,对比分析了各种防渗结构模式的特点,研究了土工防渗系统的防渗机理,提出了今后填埋场防渗系统中涉及的关键环境岩土工程问题—水力与载荷耦合作用下填埋场防渗系统可靠性研究。结果表明,垃圾填埋场中渗滤液和填埋气体的释放传输环境工程效应直接影响到防渗系统的安全性和稳定性;采取双层复合衬垫防渗体系,能够有效提高填埋场抵抗环境污染的能力,为填埋场防渗体系的优化设计和防渗膜选择提供了技术支持。
- 周小军薛强刘建军赵颖
- 关键词：垃圾卫生填埋场土工膜
