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稳定化飞灰是垃圾焚烧飞灰经药剂螯合稳定化的产物。药剂稳定化飞灰增容小,成本不高,技术相对成熟,近年在国内的应用广泛。垃圾焚烧飞灰经稳定化处理达标后方可进入卫生填埋场进行填埋处置。然而,国内稳定化飞灰填埋场的建设刚刚起步,缺乏专门的设计标准与规范,目前主要参考生活垃圾填埋场的相关标准与规范。因此,需要深入研究稳定化飞灰的土工特性,从而更好地指导稳定化飞灰填埋场的设计、运营和管理。本文主要对南京稳定化飞灰填埋场不同龄期的稳定化飞灰进行了土工特性测试,同时也对填埋场导排层的渗滤液水质特性进行了测试。最后基于试验数据,开展了填埋场渗滤液产量评估、导排层淤堵研究和堆体边坡稳定性分析等工作。主要研究成果如下:(1)对稳定化飞灰填埋场进行钻孔取样、静力触探以及TDR电导率测试,结果表明:稳定化飞灰颜色随埋深的增加越来越深,存在个别块状物;静力触探指标qc主要介于1-4MPa,fs主要介于10至80 kPa,fs/qc主要介于1%至4%,该静力触探结果与粉砂相似;随着稳定化飞灰埋深的增加或随着龄期的增大,电导率均呈上升趋势。(2)稳定化飞灰填埋场渗滤液中的重金属浓度均低于生活垃圾填埋场污染控制标准(GB 16889-2008)。其中Cl浓度高达52700 mg L-1,严重影响了渗滤液处理的有效性。另外,Ca2+浓度为6585 mg L-1,COD浓度为1150 mg L-1,容易诱发导排层生物化学淤堵。(3)对钻孔试样开展室内土工特性测试,包括颗粒级配、相对密度、含水量、持水量、渗透系数、压缩特性、抗剪强度等。试验结果表明:稳定化飞灰的平均粒径为0.8-3.1 mm,接近于粗砂或细砾;不均匀系数为4.56-10.33,曲率系数为0.32-0.43,属于级配不良;相对密度为1.68-2.56;含水量为16.6%-46.4%,持水量为23.9%-56.7%,具有吸水性能;渗透系数为9.1×10-5-4.5×10-3 cm/s,随着上覆应力的增大而减小;压缩系数av1-2为1.21-1.93MPa-1,具有高压缩性;修正主压缩指数为0.13-0.18;内摩擦角为32.9-34.2°,黏聚力为14.0-19.5 kPa,后者主要来源于稳定化飞灰的胶结特性;随着龄期的增长,稳定化飞灰的胶结结构逐渐弱化,导致稳定化飞灰的粒径和相对密度减小、持水量增大、渗透系数和抗剪强度降低。对比分析稳定化飞灰的工程特性与生活垃圾的差异,对稳定化飞灰填埋场的设计、运营和管理提出了相应的工程建议。(4)建立了考虑填埋进程、降雨入渗量、优势流通道、稳定化飞灰产/吸水量等因素的填埋场渗滤液产量预测模型,并利用现场记录数据对模型进行了参数率定。模型分析结果表明,填埋场开始运营后的9个月内,渗滤液主要来源于降雨入渗量和运输车辆冲洗水量,分别占比约48%和52%。当稳定化飞灰体内优势流通道占总孔隙的比例从0%增至20%,导排层收集到的渗滤液量占渗滤液总收集量的比例从0增至34.1%。因此,建议对稳定化飞灰进行充分压实后再填埋,以减少优势流现象的发生,同时改用节水型车辆冲洗装置,最终降低渗滤液总产量。(5)建立了考虑淤堵物分布规律的导排层淤堵预测模型。模型模拟研究结果表明,渗滤液COD浓度和渗滤液通量是稳定化飞灰填埋场导排层淤堵发展的关键控制因素。导排层的正常使用寿命随导排层初始渗透系数与穿孔管总开孔面积的增大而增长,但增长趋势逐渐平缓,而盲沟总体积与导排层的正常使用寿命呈线性关系。(6)利用geostudio软件模拟研究了降雨入渗、坡比、填埋高度、平台宽度、渗滤液水位等因素对稳定化飞灰堆体边坡稳定性的影响。结果表明:降雨入渗对堆体边坡稳定性的影响不显著;边坡稳定安全系数随着坡比、填埋高度和渗滤液水位的增大而显著减小;随着平台宽度的增加,边坡稳定安全系数呈线性增长的趋势。其中1:1.5坡比既能满足安全性要求,同时也能达到相对较高的填埋库容。建议将稳定化飞灰的边坡坡比设为1:1.5。