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垃圾卫生填埋中的渗透问题及其对策卢应发;谢文良;陈朱蕾;吕志中【摘要】当前,环境问题已引起社会各界学者的广泛关注.垃圾卫生填埋是环境科学的综合性研究课题,垃圾卫生填埋场中最重要的就是渗滤液的防渗问题.防渗问题是利用填埋场地质材料的渗透性质和现行的土工防渗技术,以及垃圾本身的物理力学特性加以解决,垃圾卫生填埋场的污水必须进行处理.本文从垃圾填埋场地质材料和垃圾本身的力学特性入手,通过对当前卫生填埋的防渗问题的相关法规的讨论,结合湖北应城市垃圾卫生处理场实例对垃圾卫生填埋场中的防渗技术进行分析,并得出了一些有利于后续研究的结论.【期刊名称】《土木工程与管理学报》【年(卷),期】2007(024)003【总页数】3页(P25-27)【关键词】垃圾卫生填埋;渗透;污染;土工防渗【作者】卢应发;谢文良;陈朱蕾;吕志中【作者单位】华中科技大学,土木工程与力学学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学,控制结构湖北省重点实验室,湖北,武汉,430074;华中科技大学,土木工程与力学学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学,控制结构湖北省重点实验室,湖北,武汉,430074;华中科技大学,环境科学与工程学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学,环境科学与工程学院,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】X705随着我国经济的高速发展，人们的物质生活水平的提高，各种不同的垃圾大量产生，进行垃圾处理研究显得非常必要，其中，垃圾卫生填埋是国内外广泛采用的一种固体废弃物处理技术[1～3]。
在上世纪80年代中期，人们就开始研究垃圾填埋处置技术,特别是近十年来，其研究日新月异。
主要研究的内容是：垃圾填埋场的场地选择,城市垃圾的成分分析及其工程性质，垃圾填埋场分层覆盖粘性土层的工程性质,垃圾填埋场的结构优化设计,渗流理论及防渗技术研究，垃圾坝的设计及稳定性计算，渗滤液的运移模型研究，垃圾填埋场的渗滤液对地下水和地表水的污染及处理等，这些相关研究取得了很多研究成果[1～13],这些成果为垃圾场研究及设计打下了坚实的基础。
垃圾填埋厂对地下水污染影响和防治对策一、前言：随着城市化进程和社会经济的发展，城市固体废弃物(MSW)已经成为我国地质环境与水环境的又一个严重的污染源，受到国家相关部门的高度重视，并开始研究MSW的处理方式，作为经济、方便、适用及符合我国基本国情的处理方法，MSW的主要地质处理方法——垃圾填埋场被大量兴建。
由于垃圾填埋场对选址及场地的地质情况要求严格，必须根据其地形地貌、水温地质条件和所填埋处理废物的特性等具体情况确定，并根据填埋场地采取相应的防渗措施，同时对填埋场地下水污染进行预测及监测，确保其安全运行。
二、垃圾填埋厂现状及缺陷：我国从20世纪80年代后期就开始建立垃圾填埋场，如今，填埋场与最初的堆置场相比有了很大的改进，在选址方面，注重工程地质和水文地质条件；在设计中针对垃圾渗滤液和填埋气体的污染采取了相应的控制措施；在施工管理方面，实行分区填埋，分层压实，定期覆土等。
其中，卫生填埋法作为我国城市固体废弃物处理的主要手段，由于其处理量大、适应性强、一次性处理、没有残余物、管理方便且运行费用合理，因此它被广泛运用。
但它也有缺点，存在着诸多环境问题，如衬垫破损使垃圾渗滤液泄露而造成地下水污染的潜在危险，对附近地区的公众健康构成威胁。
因此，垃圾填埋厂的选址显得格外重要，必须认真对待三：垃圾填埋厂对地下水污染：3-1、垃圾渗滤液向下通过包气带可直接进入含水层中，或者先进入地表水体然后再污染地下水。
至今，垃圾渗滤液中已发现有93种有机污染物，除此之外还含有多种高浓度的重金属、盐类和多种病源微生物。
由于渗滤液浓度高、流动缓慢、渗透持续时间长，易成为地下水的集中污染源，没经过严格处理或者处理不达标的渗滤液，会导致对周围水环境带来严重的污染和危害。
MSW填埋以后，水与填埋的废弃物发生淋滤作用，废物中的一些组份以溶解或者悬浮状态存在于渗滤液中，垃圾渗滤液向下通过包气带可直接进入含水层中，或者先进入地表水体然后再污染地下水，垃圾渗滤液是造成垃圾填埋场周边地质环境污染的主要原因。
第三届环境模拟与污染控制学术研讨会论文垃圾填埋场改性粘土衬层防渗抗污性能的实验研究Ａｓｔｕｄｙｏｎｐｅｒｒｎｅａｂｉｌｉ妙ａｎｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃｏｎ打ｏｌｃ印ａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄｃｌａｙ１ｉｎｅｒｉｎｓｏｌｉｄｗａｓｔｅ１ａｎｄ矗１ｌ金眷姬贾永刚刘红军郑建国（中国海洋大学环境科学与工程学院，中国青岛２６６００３）在城市垃圾处理上，卫生填埋由于成本较低，处理量大，终极化处置程度高等特点，己成为国内外垃圾处置的主要方法。
为了防止填埋场渗滤液渗漏污染，填埋场底部普遍铺设压实粘±防渗层。
我国建设部颁布的《城市垃圾卫生填埋标准》中规定的天然粘性土防渗层标准为：底部和周匿粘土层厚度＞２ｍ，渗透系数＜１０“ｃ删ｓ。
天然粘土防渗层的透水性虽高于人工合成防渗膜，但仍不失为廉价易得的防渗材料。
尤其是经过改性处理，可大大提高其防渗一抗污能力。
本文通过交水头实验、土工测试，研究了水泥、膨润土、固化剂等改性剂的添加对粘土衬层防渗性能的影响，取垃圾填埋场渗滤液中最常见的Ｐｂ和Ｃｕ为污染指标，通过渗水实验考察了不同衬层对Ｐｂ和ｃｕ的固定和阻滞作用，旨在掌握不同改性方法的效果。
ｌ研究方法１．１实验材料粘土采自韩国釜山升鹤山，经风干，细磨过筛，取过２００号标准筛的颗粒供试。
粘土比重２．６７∥ｃｍ３、液限３１．２％、塑限８．６％、２００号标准筛过筛率７３．３１％。
膨润土采用韩国产Ｎａ型产品，比重２．６ｇ，ｃｍ３、液限４００％。
试验用水泥属普通硅酸盐水泥，比重３．１５加ｍｊ，安定度合格。
固化剂采用了某环保公司的专利产品，其化学组成如表ｌ。
表ｌ固化剂的化学组成土层渗水试验中，将分析纯级的Ｐｂ（ＮＯ］）２和ｃｕｃｌ２试剂溶于硝酸和盐酸中，配制含铅和铜的标准溶液，稀释成１００ｍ盯供试。
１．２实验方法本实验把粘土、膨润土、水泥以及固化嗣，组成以下三种组合：ａ．纯粘土；ｂ．粘土（６０）十水泥（３）＋膨润土（１）；ｃ．粘土（６０）＋水泥（３）＋膨润土（１）＋固化剂（ｏ．２）。
填埋场的防渗系统防渗系统设计是现代卫生填埋场区别于传统垃圾填埋场的重要标志，防渗系统的选择直接影响到防渗效果。
对填埋场进行防渗处理，一方面是防止渗滤液污染附近水体；另一方面是防止地下水浸入填埋场，造成渗滤液水量的大幅度上升。
我国标准规定卫生填埋场必须设防渗系统。
其中，天然粘土防渗层标准为：底部和周围的粘土层厚度>2m，渗透系数<10-7cm/s；人工防渗层标准为：渗透系数<10-7，抗压强度必须>0.6Mpa，不因填埋辗压而断裂，厚薄均匀,能抵卸坚硬物体的刺划，能适应剧冷剧热变化等。
一般，填埋场的自然地质条件不足以符合自然防渗的要求，所以，需要采用人工防渗措施，以达到防渗目的。
人工防渗系统主要包括垂直防渗和水平防渗两种形式，采用何种防渗方式，取决于填埋场的工程地质、水文地质及当地经济条件等因素。
1 垂直防渗垂直防渗，一般在填埋场区为一相对独立的水文地质单元时采用。
这种方法比较经济，而且施工简便。
它通常是在场区地下水汇集出口处、地质条件较好的基岩上设置截污坝及帷幕灌浆垂直防渗措施。
利用压力灌浆方法将地下水出口的风化岩石裂隙或透水层孔隙充填封闭，自谷底向两岸延伸来阻拦填埋场底部的渗滤液，使之不向下游及邻近地区渗漏。
2 水平防渗水平防渗是目前国内外垃圾填埋场使用最广泛的防渗技术，是指在填埋场的基础底部铺设水平屏障以封堵场区内渗滤液垂向迁移。
它主要包括场地平整、防渗衬里材料的选择和防渗层结构设置等内容，同时还要考虑与上部渗漏导排系统以及下部地下水导排系统的结合。
目前我国填埋场的水平防渗方法有以下4 种：①粘土防渗层。
它要求天然粘土层土质良好，能够满足防渗性能标准。
土壤要求透水率<10-7cm/S，液体限度>30%，塑性>1.5，PH>7，与预计渗滤液能相容，渗透性不能因与渗滤液接触而增加。
曾经是传统垃圾卫生填埋场所采用的一种方式，实际上填埋场很少能够找到要求符合的场地，强行使用，效果极差。
垃圾填埋场渗漏分析及防渗修复处理措施垃圾填埋场是城市生活垃圾的最终去处，然而垃圾填埋场的渗漏问题却成为了环境保护的一大难题。
一旦填埋场发生渗漏，会给周围的土壤、地下水和大气造成严重的污染，对人们的生活和健康造成极大的影响。
对于垃圾填埋场的渗漏问题，必须采取严肃的态度，通过分析渗漏原因和采取相应的防渗修复处理措施，才能有效地减轻渗漏对环境的影响。
一、垃圾填埋场渗漏分析垃圾填埋场渗漏的主要原因是覆土层的渗透性不足造成的。
填埋场中的垃圾在分解过程中会产生大量的液体，如果覆土层的渗透性不足，这些液体就会在覆土层上方积聚并渗漏到地下。
填埋场周围的地下水位较高也是导致渗漏的重要因素。
当地下水位高于填埋场的覆土层时，地下水就会侵入填埋场并带走污染物，造成污染扩散。
1. 提高覆土层的渗透性为了减少垃圾填埋场的渗漏问题，我们可以通过提高覆土层的渗透性来改善填埋场的情况。
具体的做法包括增加覆土层的厚度、使用渗透性更好的材料、加强覆土层的密实性等。
这些措施可以有效地阻止填埋场内部液体的渗漏，从而减少对周围环境的污染。
2. 加强地下水位控制对于地下水位较高的填埋场，我们可以通过加强地下水位的控制来减少渗漏问题。
可以采取的措施包括开挖排水沟、设置地下排水管道、在填埋场周围挖掘沟渠等，通过这些措施可以有效地控制周围地下水的流动方向，阻止地下水对填埋场的侵入，从而减少渗漏问题的发生。
3. 加强填埋场的监测与管理除了采取上述的防渗处理措施外，加强对填埋场的监测与管理也是减少渗漏问题的关键。
填埋场的管理者需要定期对填埋场的渗漏情况进行监测，一旦发现渗漏问题，要及时采取相应的应对措施。
对填埋场内部的垃圾也要进行分类和处理，减少填埋场内部液体的产生，从根本上减少渗漏的可能性。
4. 加强污染物防渗处理针对已经发生渗漏的垃圾填埋场，需要采取相应的污染物防渗处理措施。
可以采用的方式包括污染物抽取、污染物隔离、地表覆盖等。
通过这些措施可以有效地控制渗漏的污染物向周围环境扩散，并对已经受到污染的地区进行修复，减轻污染对环境的影响。
粘性土对垃圾污染组分的阻滞能力研究摘要：城市生活垃圾产生量大幅增加，处置方法多采用卫生填埋，但以现阶段的技术水平，垃圾处理很难做到真正的无害化，垃圾填埋场自身防止污染的能力显得尤为重要。
包气带是垃圾渗滤液渗透和运移至地下水的必经途径，本文通过研究，确定天津市平原区粘性土对各污染组分的阻滞系数为3.06-71.97，其中对TP的阻滞系数最大，其次为TN、NH3-N，而对COD阻滞系数最小；两种典型粘性土中，总体来看，灰色粘性土比褐黄色粘性土的阻滞能力强。
因此，垃圾填埋场选址时，选择灰色粘性土分布地区作为建场位置更合理。
关键词：粘性土；垃圾污染组分；阻滞能力1 引言随着城市发展和人民生活水平不断提高，城市生活垃圾产生量大幅增加，目前国内外所采用的城市生活垃圾处置方法一般为卫生填埋、焚烧和堆肥等。
由于垃圾卫生填埋具有成本相对较低，处理垃圾量大，终极化处置程度高等优点，故在垃圾处置中占有重要地位。
但现阶段的技术水平，垃圾处理很难做到真正的无害化，因此，垃圾填埋场自身防止污染的能力显得尤为重要[1] [2]。
包气带是垃圾渗滤液渗透和运移至地下水的必经途径，本文根据天津市平原区地质环境条件和垃圾渗滤液特点，通过选取主要垃圾污染组分，确定对垃圾填埋具有重要实用价值的粘性土试验土样，研究包气带岩性对垃圾污染组分的阻滞能力，确定不同岩性的隔污性能，为垃圾填埋场合理、科学选址做出指导。
2 污染组分选取和试验土样确定根据天津市平原区典型垃圾渗滤液取样分析结果可知（见表1），重金属含量很少，另外天津市浅层地下水具有含盐量高的特点，最容易迁移的Cl－不构成地下水的污染物，因此，选定磷（TP）、有机污染物（COD）、氮（TN和NH3-N）为试验污染组分[3]。
天津市平原区广泛分布着对垃圾填埋具有重要实用价值的褐黄色粉质粘土（FN1）和灰色粉质粘土（FN2），因此，我们将这两种粉质粘土作为本次研究的试验土样，土样的物理性质指标见表2。
垃圾填埋场渗漏分析及防渗修复处理措施垃圾填埋场是城市生活垃圾的主要处理方式之一，但由于填埋场渗漏问题日益突出，已经成为环境保护的重要挑战。
随着城市化进程的加快，填埋场面临的环境压力也越来越大，渗漏问题的解决势在必行。
本文将从垃圾填埋场渗漏原因分析、渗漏检测手段、防渗修复处理措施等方面进行详细阐述，为相关部门提供科学、可行的防渗修复处理方案。
一、垃圾填埋场渗漏原因分析垃圾填埋场渗漏是指填埋场内的污水或废水通过渗漏、渗透的方式流出填埋场，进入地下水或地表水中，从而对周边环境造成污染。
尽管填埋场本身具有一定的渗透性能，但渗漏问题主要是由于以下几方面原因引起的：1. 垃圾堆积不均匀：填埋场中的垃圾堆积不均匀，某些地方会形成过度压实区域，增加了水分的渗透难度，从而导致渗漏问题。
2. 废水渗透：填埋场内的雨水、污水与垃圾中的生化物质相互交融，产生大量的渗透性液体，导致填埋场内液体排放不畅，出现渗漏问题。
3. 地下水位变化：填埋场周围的地下水位发生变化，如果地下水位上升，就会增加填埋场的渗漏风险。
以上这些原因都会对填埋场的渗漏问题产生不同程度的影响，需要从多方面加以改善和解决。
为了及时发现和解决填埋场的渗漏问题，需要采用一些有效的检测手段进行监测和分析。
目前，常用的填埋场渗漏检测手段主要包括以下几种：1. 土壤和地下水监测：通过地下水位监测、地下水采样分析等手段，对填埋场周边地下水含量和质量进行监测，及时发现渗漏问题。
2. 地质雷达探测：借助地质雷达技术，对填埋场进行地下结构和地下水状况的非破坏性检测，在一定程度上可以发现填埋场的渗漏问题。
以上这些检测手段可以有效地帮助填埋场管理部门及时了解填埋场的渗漏状况，为防渗修复处理提供重要的数据支持。
三、防渗修复处理措施针对垃圾填埋场的渗漏问题，需要采取一系列的防渗修复处理措施，以减少或消除填埋场的渗漏风险。
常用的防渗修复处理措施包括以下几种：1. 垃圾覆盖措施：对填埋场的开放垃圾进行及时覆盖，采取覆盖层材料、地膜等方式，减少雨水渗入填埋场的可能性。
垃圾填埋场建设规范篇一：垃圾填埋场设计规范垃圾填埋场设计规范第1条填埋场的场址选择应符合下列基本要求：一、场址设置应符合当地城乡建设总体规划要求。
二、对周围环境不应产生污染或对周围环境污染不超过国家有关法律法令和现行标准允许的范围。
三、应与当地的大气防护、水资源保护、大自然保护及生态平衡要求相一致。
四、应充分利用天然地形。
五、应有一定的社会效益、环境效益和经济效益。
以下内容需要回复才能看到第2条填埋场应满足下列技术要求：一、必须有充分的填埋容量和较长的使用期，填埋容量必须达到设计量，使用期至少六年。
二、应有一定的施工设备，如汽车、布料机、装载机、推土机、碾压机等。
设备的种类和数量应按填埋工程量、作业实际需要而定。
三、能在全天候条件下运行。
四、不会受洪水、滑坡等威胁。
五、不引起空气、水和噪声污染，不危害公共卫生。
六、技术工艺简单而科学，填埋工程处理垃圾的成本低。
第3条填埋场应设在下列地区：一、交通方便，运距较短。
二、征地费用少，施工方便。
三、充分利用天然的洼地、沟壑、峡谷、废坑等。
四、人口密度低、土地利用价值低、地下水利用的可能性低。
五、不会引起群众不满，不会造成不良社会影响。
六、在当地夏季主导风向下方，距人畜居栖点800m以外。
七、远离水源。
一般设在地下水水流向的下游地区。
第4条填埋场不应设在下列地区：一、专用水源蓄水层与地下水补给区。
二、洪泛区。
三、淤泥区。
四、居民密集居住区。
五、距公共场所或人畜供水点800m以内的地区。
六、直接与航道相通的地区。
七、地下水水面与坑底距离2m以内者。
八、活动的坍塌地带、地震区、断层区、地下蕴矿区、灰岩坑及溶岩洞区。
九、珍贵动植物栖息养殖区和国家大自然保护区。
十、公园、风景、游览区，文物古迹区，考古学、历史学和生物学研究考察区。
十一、军事要地、基地，军工基地和国家保密地区。
第5条填埋场选址必须事先进行调查，在掌握下列资料的基础上进行设计：一、地形、地貌。
二、地层结构、岩石性及地质构造。
第39卷第1期2017年1月南京工业大学学报（自然科学版）JOURNAL OF NANJING TECH UNIVERSITY (Natural Science Edition)Vol.39 N〇.1Jan. 2017doi:10.3969/j.iw n.1671-7627.2017.01.016垃圾填埋场回填黏土块度对渗透性的影响张方圆，陈新民(南京工业大学交通运输工程学院，江苏南京211800)摘要：简易垃圾填埋场的衬层为压实黏土，衬层的渗透率直接决定了填埋场的使用年限。
通过确定渗滤液在土体中的渗透速率和范围，计算出渗滤液的击穿深度，并得到经济安全的衬层厚度，是垃圾填埋场衬层设计的主要内容。
通过引入均匀化理论，推导出黏土衬层渗透率的均匀化公式，然后利用有限元软件建模分析，最后研究垃圾填埋场中衬层块度对渗透性的影响。
结果表明衬层的渗透率随着块径尺寸的减小而减小，填埋场的使用年限随之延长。
关键词：地质工程；垃圾填埋场；均匀化理论;渗透系数;有限元中图分类号：TD12 文章编号：1671-7627(2017)01-0100-06S i z e e f f e c t s o f c l a y c l o d o n p e r m e a b i l i t y o f l a n d f i l l l i n e rZHANG Fangyuan，CHEN Xinmin(College of Transportation Science & Engineering，Nanjing Tech University，Nanjing 211800，China)Abstract：The lining layer ol the simple landfill s i te i s compacted clay.determines The l i f e ol landfill i s directly determined by the permeability of the lining layer.The puncture depth of leachate and getting the economic and safety thickness were calculated by determining leachate，s rate and scope in the clay.Based on the homogenization theory，the analysis model was established by the use of finite element software.At last the size effects of backfilling clay in landfill was analyzed.Results show that the lining o f the permeability decreased with the decrease of the piece of diameter size，meanwhile，the l i f e of usage o f landfill increased.K e y w o r d s：geological engineering；landfill;homogenization theory；permeability;finite-element城市生活垃圾是指城市日常生活中产生的各种 固体废弃物，随着社会经济的迅速发展和城市人口的 高度集中，城市生活垃圾的产量正在逐步增加。
我国 的城市生活垃圾处理方式主要是采用卫生填埋的方 式[|-3]。
但是垃圾中的有机物经分解后会产生成分 复杂的高浓度有机废水一垃圾渗滤液，这种液体一 旦进入地下含水层中，将会严重污染地下水，并使有 害物质进入食物链，最终给人类健康带来巨大威胁。
填埋场衬垫层(简称衬层）的正确合理设置是垃圾填埋场安全性的重要保障。
在材料确定的条件下，衬层 的厚度必须要保证在垃圾填埋场的设计年限内不发 生衬层击穿，渗滤液不会进入周边岩土体中，见图1。
填埋场的设计，首先需要计算出衬层的渗透率，得到 经济安全的衬层厚度。
1研究目的目前计算渗透率的方法主要是岩芯测定、数值模 拟、测井计算[4]。
由于这些方法对计算区域的要求比收稿日期：2015-05-09作者简介:张方圆（1990—），女，江苏南京人，硕士，主要研究方向为工程地质；陈新民（联系人），教授,E-mail：xmcheii@.cii.引用本文:张方圆，陈新民.垃圾填埋场回填黏土块度对渗透性的影响[J].南京工业大学学报（自然科学版），2017,39(1)：100-105.第1期张方圆等:垃圾填埋场回填黏土块度对渗透性的影响101垃圾层，设覆盖层，防止大气降水渗入碎石层，其中设置渗滤液收集系统压实黏土层，主要防渗层天然夯实地基，设地下水收集系统，防止地下水位过高働黏土层图1黏土复合衬层结构F i g.l Structure o f t h e c l a y composite l i n i n g较严苛，当计算区域较大时,计算量相当大[5],只能以 牺牲计算的精确性来保证计算量在合理范围内。
均 匀化的方法可以有效解决这一问题，均匀化理论并不 是简单等效于一个均质体，而是把材料中的一个细观 的点，看作一个基本单胞，由内核和基质构成[6]。
故 整个非均质材料在宏观尺度上就可以看作由这些基 本单胞周期性地堆积而成。
所以，整个渗透率的计算 量将和计算的区域范围大小无关。
在实际的工程施工过程中，不同工程回填的黏 土大小是不一样的，黏土破碎程度有高有低。
要保 证垃圾填埋场的衬层渗透率较低，填埋场安全性较 高，回填的黏土较适宜的破碎程度是本文将要探索 的问题。
2研究方法均匀化理论是寻找一种新的等效均匀材料代替 原来的不均匀复合材料的方法[7]，并且就所研究的某 种材料特性而言,简化后的特性可以很好地表征原材 料的此种特性。
均匀化的方法在解决复合材料的相 关问题方面具有数学理论严谨、计算模型简单、计算 量小等其他方法不可比拟的优势[8]。
当然，均匀化理 论也有一定的适用条件,它要求材料必须具有周期性 分布和非均匀性的特点[9]，垃圾填埋场的衬层材料就 具有这两种特性,故可以把均匀化理论应用于垃圾填 埋场渗透率计算。
胞元体的定义以及二尺度渐进 法[|0]是均匀化方法的理论基础。
2.1胞元体在宏观材料中取出一块能表征这种复合材料 特性的区域，从细观尺度上研究材料性质,此区域 相对于整个宏观无限小；另一方面，此区域又要能 体现材料的有效性能，所以这个区域的尺度不能过 小。
这种能表征材料特性的区域称之为代表体元 或胞元体[11]。
实际工程中的岩土体中有大量不连续结构面,这些结构面的尺度跨度很大，从微米级 至几十厘米[12]。
在进行试验测量时,试验的取值点 不同、试验的尺度不同,则试验结果差异甚大，表现 出很大的离散性和不稳定性。
若能找到这样的一 个单元体，使其能够从宏观上反映岩土体的有效性 能，就可以把岩土体这种非均质的介质等效成众多 由胞元体组合成的均质介质，周期性介质模型及胞 元体分别见图2、图3。
Z坐标系图2周期性介质模型Fig.2P e r i o d i c medium modelF坐标系灰色区域表示固体材料，白色区域表示裂隙图3胞元体Fig.3C e l l u l a r body2.2渐进展开法渐进展开法一般有以下几个步骤:物理量渐进 展开、建立细观结构基本方程和求细观结构介质的 有效性能[13—14]。
对于难以求出定解的微分方程，渐 进展开法可以通过人为设定渐进的速度，构造渐进 公式，求出微分方程的近似解。
2.3垃圾填埋场中黏土渗透率的均匀化方法黏土可以看做一定意义上的复合材料,为了满 足研究课题的需要，可以人为地把天然黏土块和裂 隙看作不同的组分。
它们占有不同的区域,相互间 有明显的界面。
这种复合材料，包含固体和空洞。
垃圾填埋场的衬层黏土层从宏观上来看具有规则 的或近似规则的结构，大量的规则排列让我们得以102南京工业大学学报（自然科学版)第39卷假定衬层黏土具有周期性结构。
在垃圾填埋场的压实黏土层中主要存在的是 微小的孔隙和裂缝，它们是渗滤液的主要渗流通 道。
在黏土块体中，平均的孔隙微尺度数量级范围 在10-s~10—7 m [15」。
对于黏土块之间的孔隙，其孔 隙尺度受黏土压实前的破碎程度、压实次数、土壤 含水率等影响非常大，但总体来说，压实黏土中不 存在尺度很大的孔隙，形成渗滤液自由流动的空间。
所以，可以统一地用渗流模型，即D a r c y 定 律[16」来建立本论文中的模型。
在建立模型前，先统一关于这种有周期性特性 的黏土材料的均匀化假设：1)这种具有周期性结构的空间被定义为〇。
胞元体定义为F ，r =(0，1)'每个胞元体由两部分组 成，分别是可供流体通过的孔隙部分和固体颗粒 部分4(f i U 4 = F )。
假设D 是光滑有界的;孔隙部 分是光滑、连通、开放的区域，是F 的子集，所以 在整个空间中具有F 周期性。
2)s 表征胞元体划分的精度。
它表示区域D被按照e 的数量级进行网格划分，每个胞元体f 的 规模为（0，fi 广（F 〖又被分成孔隙部分f ifi 和固体部 分^);即胞元体的大小受e 取值的控制，对于f ie 在整个周期性结构空间中所占的部分被定义为N (e ) N (e )fie\ u n u fie (1)i — 1 i— 1在孔隙区域fi 中，首先把这些孔隙看做是可供 液体自由流动的通道，这时流体遵循Stokes 规 律L 17—19」。
当孔隙变小，即e 逐渐趋近于0时，说明胞 元体可以划分得很细，而每个胞元体中又必须包含充 分多的微小孔隙，间接说明了此时的孔隙已经极其狭 窄了，所以液体在绝对光滑的孔道内流动时，可以简 单视为各处液体流速一致，然而在自然地质条件下不 存在绝对光滑的孔道，由于孔道边界的阻滞作用，流 体的速度减慢，这时的流体流动规律近似于渗流，可 以使用Darcy 定律，其中ij '表示在二维空间上进行 积分。
胞元体中流体的平均流速就是对式（1)在整 个F 区域取平均，这个步骤是均匀化思想的特征体 现。
由于胞元体区域极微小，假设流体按照近似直线 的方向流动，则渗透率的值可以以胞元体上的平均流 速表征，最终得到宏观的渗透率为^i ，=^，i = i ^| Jy (wj )i dr(2)所以要计算整个垃圾填埋场衬层的渗透率，只要合理设计胞元体，用周期性有序排列均质材料代 替原来的衬层黏土结构，把问题转化为求解均质材 料的渗透率。
