生活垃圾填埋場氣液運移致災(zāi)機理與防控內(nèi)容簡介

本書作者近十幾年來針對垃圾填埋場運行過程中氣液運移引發(fā)的典型環(huán)境災(zāi)害（包括填埋氣體火災(zāi)與溫室效益、氣涌頂膜、堆體失穩(wěn)流滑、滲瀝液滲漏污染、底部襯墊及覆蓋系統(tǒng)滲漏失效等）的重大工程難題，以多學科交叉研究方法為牽引，系統(tǒng)開展了垃圾填埋場氣液災(zāi)變機理及控制技術(shù)研究。本書是作者對該方面研究成果的系統(tǒng)總結(jié)，主要內(nèi)容包括：研究背景與國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，垃圾填埋氣體遷移演化的多物理場耦合效應(yīng)及優(yōu)化調(diào)控，垃圾填埋場滲瀝液污染物多相多組分釋放傳輸機理與滲控技術(shù)，垃圾填埋堆體失穩(wěn)與封場覆蓋系統(tǒng)失效過程的演化機制及調(diào)控。本書涉及力學、化學、生物、環(huán)境等學科，對豐富和完善各學科，促進學科間交叉融合具有重要意義。

前言

第1章 緒論 1

1.1 引言 1

1.1.1 垃圾填埋場環(huán)境與安全災(zāi)變問題 1

1.1.2 垃圾填埋場工程難題與科技問題 4

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 6

1.2.1 垃圾填埋氣體釋放遷移機理及收集利用研究進展 6

1.2.2 垃圾滲瀝液污染物釋放傳輸機理及監(jiān)測研究進展 9

1.2.3 垃圾填埋場防滲系統(tǒng)性能演化特性及滲控研究進展 14

1.2.4 垃圾填埋場封場覆蓋系統(tǒng)開裂失效機理與控制研究進展 21

第2章 垃圾填埋氣體釋放遷移機理及收集系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化調(diào)控方法 25

2.1 填埋氣體釋放遷移耦合數(shù)學模型 25

2.1.1 填埋氣體釋放遷移模型基礎(chǔ)形式及方程 25

2.1.2 填埋場內(nèi)溫度釋放過程定量描述 26

2.1.3 填埋氣體釋放遷移生化-滲流-熱耦合動力學模型 27

2.2 填埋氣體收集系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化調(diào)控方法及應(yīng)用 28

2.2.1 填埋氣體收集系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化調(diào)控方法 28

2.2.2 河南省某垃圾填埋場填埋氣體收集系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化調(diào)控與井群設(shè)計 32

2.2.3 湖北省某垃圾填埋場填埋氣體收集系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化調(diào)控與井群設(shè)計 42

第3章 垃圾滲瀝液污染物釋放傳輸機理與在線監(jiān)測技術(shù) 64

3.1 垃圾滲瀝液產(chǎn)生及運移規(guī)律 64

3.1.1 垃圾填埋堆體內(nèi)源水產(chǎn)生規(guī)律 64

3.1.2 垃圾填埋堆體滲透系數(shù)演化規(guī)律 70

3.1.3 垃圾土-水特征曲線測試及參數(shù)反演 73

3.2 垃圾滲瀝液污染物釋放傳輸數(shù)值仿真分析 78

3.2.1 滲瀝液污染物釋放傳輸數(shù)學模型 78

3.2.2 滲瀝液污染物釋放傳輸數(shù)學模型求解 89

3.2.3 滲瀝液污染物釋放傳輸數(shù)學模型工程應(yīng)用 98

3.3 垃圾填埋場污染物遠程在線監(jiān)測系統(tǒng) 140

3.3.1 遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)硬件組成 140

3.3.2 遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件開發(fā) 148

3.3.3 遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)的工程應(yīng)用 156

第4章 垃圾填埋場防滲系統(tǒng)性能演化特性與生態(tài)屏障技術(shù) 165

4.1 滲瀝液侵蝕下HDPE土工膜抗拉及刺破特性 165

4.1.1 滲瀝液侵蝕下HDPE土工膜抗拉及刺破試驗 165

4.1.2 滲瀝液侵蝕下HDPE土工膜抗拉及刺破特性演化規(guī)律 169

4.2 高濃度溶液侵蝕下GCL滲透特性 178

4.2.1 高濃度溶液侵蝕下GCL滲透試驗 178

4.2.2 高濃度溶液侵蝕下GCL滲透特性演化規(guī)律 180

4.3 滲瀝液侵蝕下黏土固化結(jié)石體滲透特性演化與微觀機理 189

4.3.1 滲瀝液侵蝕下黏土固化結(jié)石體滲透特性演化規(guī)律 189

4.3.2 滲瀝液對黏土固化結(jié)石體侵蝕作用的微觀分析 195

4.4 可控黏土膠凝固結(jié)生態(tài)屏障技術(shù)及應(yīng)用 214

4.4.1 可控黏土膠凝固結(jié)生態(tài)屏障材料 214

4.4.2 可控黏土膠凝固結(jié)生態(tài)屏障技術(shù) 219

4.4.3 可控黏土膠凝固結(jié)生態(tài)屏障技術(shù)工程應(yīng)用案例 225

第5章 垃圾填埋場封場覆蓋系統(tǒng)開裂失效機制與生態(tài)污泥騰發(fā)覆蓋技術(shù) 236

5.1 填埋場封場覆蓋系統(tǒng)開裂失效機理 236

5.1.1 干濕循環(huán)作用下壓實黏土層開裂失效機理 236

5.1.2 開裂過程中壓實黏土層熱-水-氣遷移規(guī)律 249

5.2 填埋場封場覆蓋系統(tǒng)開裂失效過程數(shù)學模型及應(yīng)用 255

5.2.1 封場覆蓋系統(tǒng)開裂失效數(shù)學模型及求解 256

5.2.2 封場覆蓋系統(tǒng)開裂失效過程數(shù)值仿真分析 269

5.3 填埋場封場覆蓋系統(tǒng)失效控制的生態(tài)污泥騰發(fā)覆蓋技術(shù) 279

5.3.1 生態(tài)污泥騰發(fā)覆蓋技術(shù)總體構(gòu)架 279

5.3.2 生態(tài)污泥騰發(fā)覆蓋材料改性機理 281

5.3.3 生態(tài)污泥騰發(fā)覆蓋材料力學特性 285

5.3.4 生態(tài)污泥騰發(fā)覆蓋邊坡沖刷特性 293

5.3.5 生態(tài)污泥騰發(fā)覆蓋系統(tǒng)水分遷移規(guī)律 301

5.3.6 生態(tài)污泥騰發(fā)覆蓋防護基材穩(wěn)定性 310

5.3.7 生態(tài)污泥騰發(fā)覆蓋技術(shù)工程應(yīng)用 321

參考文獻 346

2100433B

本書是國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）的研究成果。全書從*國隧道工程建設(shè)及其存在的施工地質(zhì)災(zāi)害實際論述出發(fā)，分別論述了導致隧道施工塌方、泥石流、涌突水、涌突泥、涌突砂、瓦斯災(zāi)害的致災(zāi)構(gòu)造的類型、構(gòu)成、致災(zāi)模式及其處理，例析了典型隧道施工涌突水、涌突泥、涌突砂災(zāi)害，論述了隧道施工突水突泥災(zāi)害引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題。本書對于隧道施工地質(zhì)災(zāi)害防控措施決策，實現(xiàn)隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預警和災(zāi)害防控，具有極為重要的理論意義和現(xiàn)實意義。

前言

第1章 緒論 1

1.1 隧道突水突泥研究背景及意義 1

1.2 突水突泥致災(zāi)系統(tǒng)與抗突體定義 4

1.2.1 突水突泥致災(zāi)系統(tǒng) 4

1.2.2 抗突體 4

1.3 隧道突水突泥致災(zāi)系統(tǒng)研究綜述 5

1.4 隧道突水突泥施工風險動態(tài)評估研究綜述 9

1.5 隧道突水突泥致災(zāi)系統(tǒng)識別方法研究綜述 11

第2章 隧道突水突泥致災(zāi)系統(tǒng)分類與地質(zhì)判識 15

2.1 巖溶類致災(zāi)系統(tǒng) 17

2.1.1 溶蝕裂隙型 21

2.1.2 溶洞溶腔型 22

2.1.3 管道及地下河型 23

2.2 斷層類致災(zāi)系統(tǒng) 24

2.2.1 富水斷層型 27

2.2.2 導水斷層型 28

2.2.3 阻水斷層型 28

2.3 其他成因類致災(zāi)系統(tǒng) 29

2.3.1 侵入接觸型 31

2.3.2 構(gòu)造裂隙型 32

2.3.3 不整合接觸型 35

2.3.4 差異風化型 36

2.3.5 特殊條件型 37

2.4 隧道突水突泥孕災(zāi)模式 38

2.4.1 直接揭露型突水突泥 38

2.4.2 漸進破壞型突水突泥 39

2.4.3 滲透失穩(wěn)型突水突泥 39

2.4.4 間歇破壞型突水突泥 40

2.5 本章小結(jié) 41

第3章 隧道突水突泥典型案例與分析 42

3.1 巖溶類致災(zāi)系統(tǒng)突水突泥典型案例 42

3.1.1 溶蝕裂隙型突水突泥典型案例—利萬高速公路齊岳山隧道 42

3.1.2 溶洞溶腔型突水突泥典型案例—龍永高速公路大壩隧道 48

3.1.3 管道及地下河型突水突泥典型案例—滬蓉西高速公路齊岳山隧道 53

3.2 斷層類致災(zāi)系統(tǒng)突水突泥典型案例 58

3.2.1 富水斷層型突水突泥典型案例—南廣鐵路白云隧道 58

3.2.2 導水斷層型突水突泥典型案例—吉蓮高速公路永蓮隧道 62

3.2.3 阻水斷層型突水突泥典型案例—宜萬鐵路齊岳山隧道 67

3.3 其他成因類致災(zāi)系統(tǒng)突水突泥典型案例 72

3.3.1 侵入接觸型突水突泥典型案例—廣大鐵路祥云隧道 73

3.3.2 構(gòu)造裂隙型突水突泥典型案例—利萬高速公路磨盤山隧道等 77

3.3.3 不整合接觸型突水突泥典型案例—青海省道309 線長拉山隧道 88

3.3.4 差異風化型突水突泥典型案例—岑水高速公路均昌隧道 91

3.3.5 特殊條件型突水突泥典型案例—青島地鐵2 號線啤苗區(qū)間隧道等 97

3.4 本章小結(jié) 99

第4章 巖溶區(qū)隧道選線 100

4.1 地下河系統(tǒng) 100

4.1.1 地下河系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征與宏觀地質(zhì)判識 100

4.1.2 地下河系統(tǒng)的工程識別 101

4.1.3 地下河系統(tǒng)對隧道選線的影響 102

4.1.4 地下河系統(tǒng)區(qū)隧道選線原則 103

4.2 巖溶泉系統(tǒng) 104

4.2.1 巖溶泉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征與宏觀地質(zhì)判識 104

4.2.2 巖溶泉系統(tǒng)的工程識別 104

4.2.3 巖溶泉系統(tǒng)對隧道選線的影響 105

4.2.4 巖溶泉系統(tǒng)區(qū)隧道選線原則 106

4.3 分散排泄巖溶水系統(tǒng) 106

4.4 巖溶隧道選線評價 107

4.4.1 巖溶隧道選線評價模型 107

4.4.2 巖溶隧道選線評價因子與權(quán)值分析 108

4.4.3 層次總排序 112

4.4.4 分級標準 113

4.5 工程應(yīng)用 114

4.5.1 工程概況 114

4.5.2 隧址區(qū)地下河發(fā)育特征 114

4.5.3 工程類比 116

4.5.4 示蹤試驗 119

4.5.5 物探與洞內(nèi)調(diào)查 121

4.5.6 巖溶隧道選線評估 125

4.6 本章小結(jié) 126

第5章 隧道突水突泥施工風險區(qū)間動態(tài)評估 128

5.1 隧道突水突泥風險評判概念模型及指標分級 128

5.1.1 水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件 128

5.1.2 隧道施工因素 132

5.1.3 施工動態(tài)反饋信息 133

5.2 隧道突水突泥風險區(qū)間模糊評判 134

5.2.1 區(qū)間風險計算模型構(gòu)建 134

5.2.2 區(qū)間風險隸屬度計算 135

5.2.3 區(qū)間指標權(quán)重分析 136

5.2.4 區(qū)間矩陣相對優(yōu)勢度評判 137

5.3 隧道施工風險控制許可機制 138

5.3.1 施工風險控制許可機制 138

5.3.2 施工風險控制許可機制實施流程 138

5.3.3 施工風險控制許可原則 140

5.4 齊岳山隧道突水突泥風險區(qū)間動態(tài)評估與控制實踐 140

5.4.1 區(qū)間初步風險評估 141

5.4.2 區(qū)間二次風險評估 144

5.4.3 區(qū)間動態(tài)風險評估 145

5.5 本章小結(jié) 151

第6章 隧道突水突泥抗突評判方法 152

6.1 抗突體穩(wěn)定性影響因素 152

6.1.1 災(zāi)害源影響因素 152

6.1.2 抗突體影響因素 153

6.2 抗突評判方法的建立 154

6.3 抗突體穩(wěn)定性影響因素等級劃分及評分值 156

6.3.1 災(zāi)害源影響因素等級劃分及評分值 156

6.3.2 抗突體影響因素等級劃分及評分值 158

6.4 抗突評判實施流程 161

6.5 工程驗證 161

6.6 本章小結(jié) 166

第7章 隧道突水突泥致災(zāi)系統(tǒng)識別方法 167

7.1 隧道突水突泥致災(zāi)系統(tǒng)識別方法的實施 167

7.1.1 實施流程 167

7.1.2 實施原則 169

7.2 典型致災(zāi)系統(tǒng)識別特征 169

7.2.1 地質(zhì)識別 170

7.2.2 物探識別 173

7.2.3 鉆探識別 178

7.3 工程應(yīng)用 179

7.3.1 工程概況 179

7.3.2 地質(zhì)識別 179

7.3.3 物探識別 181

7.4 本章小結(jié) 188

第8章 隧道突水突泥案例動態(tài)管理與分析平臺 189

8.1 案例管理分析平臺的設(shè)計目標與要求 189

8.1.1 平臺設(shè)計目標 189

8.1.2 平臺設(shè)計總體要求 189

8.2 系統(tǒng)開發(fā)流程 191

8.3 平臺構(gòu)成和架構(gòu) 192

8.3.1 平臺構(gòu)成 192

8.3.2 B/S架構(gòu) 193

8.4 系統(tǒng)主要功能 194

8.4.1 用戶認證登錄功能 194

8.4.2 案例展示、檢索、下載功能 196

8.4.3 案例提交功能 196

8.4.4 案例審核功能 197

8.4.5 案例評論功能 197

8.4.6 案例分析功能 197

8.5 本章小結(jié) 201

參考文獻 202

附錄 2182100433B