在环境土工实验室,采用自主研发的大型水平渗透模型槽、大型渗透柱试验仪器,人工配制新鲜生活垃圾,研究城市固体垃圾的渗透特性及渗透机理。试验试样的主要成分参照了杭州天子岭卫生填埋场固体垃圾成分,对3种配比、多种初始密度的垃圾试样进行试验研究和数值分析。将新鲜生活垃圾分为难降解材料、不可压缩的固体材料及易降解材料3大类,按国民经济的不发达、发展中、发达三个阶段将新鲜生活垃圾分为3大配比。对3种配比、7种初始密度(0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1g/cm3)的垃圾试样进行水平、垂直渗流试验研究。对大型水平渗透模型槽试验,得出了如下主要结论:新鲜生活垃圾的渗透速率随饱和度的增大逐渐增大,渗透速率与饱和度的关系可拟合为多项式,拟合系数大于0.99,建立了多项式表达式;新鲜生活垃圾的渗透速率随初始密度的增大而逐渐减小,其规律可拟合为一条直线,拟合系数大于0.96,建立了渗透速率与初始密度的直线关系表达式;建立了生活垃圾渗透系数与初始密度的直线关系表达式,利用该公式,可以大致预测新近填埋生活垃圾的渗透系数;对三种不同配比、初始密度ρ=1.1 g/cm3的新鲜生活垃圾试样,进行了长期渗透试验,其渗透系数与时间的关系可拟合为指数模型,拟合系数为0.8,建立了指数模型表达式;得到了3种配比、7种初始密度新鲜生活垃圾渗透系数的变化范围,渗透系数的量级范围在10-3cm/s~10-2cm/s之间。对大型渗透柱试验,得出了如下主要结论:垃圾渗透速率与水力梯度、初始密度具有相关性,相同初始密度垃圾试样,水力梯度增大,渗透速率逐渐增大,其关系符合达西渗透定律,同一水力梯度下,垃圾试样初始密度增大,其试样渗透速率逐渐减小;临界水力梯度随着垃圾试样初始密度增大而不断增大,不同配比垃圾试样临界水力梯度与垃圾试样有机物含量呈正比关系,有机物含量越高,其临界水力梯度越高;三种配比新鲜生活垃圾渗透系数值为:配比1渗透系数k=9.7×10-4~8.22×10-3cm/s,配比2渗透系数k=1.19×10-3~1.02×10-2cm/s,配比3渗透系数k=1.59×10-3~1.17×10-2cm/s,渗透系数随初始密度增大,呈线性递减关系,垃圾的组成成分与孔隙率的变化是造成渗透系数变化的主要原因;垃圾试样渗透系数与成分配比具有相关性,有机物含量越高,在相同初始密度下的新鲜垃圾试样渗透系数越小。研究结果表明,尺寸效应对新鲜生活垃圾的试验结果有影响,大型水平渗透试验时,配比对渗透系数影响不显著,而垂直渗透试验研究有着显著影响。同配比成分垃圾试样渗透系数变化趋势相同,新鲜生活垃圾渗透系数的范围在10-4~10-2cm/s量级,研究结果可为垃圾填埋场的渗流分析提供参考。