[发明专利]一种垃圾填埋场封场覆盖系统环境演化与防渗失效相似模拟系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种垃圾填埋场封场覆盖系统环境演化与防渗失效相似模拟系统，属环境岩土工程领域。

背景技术

垃圾卫生填埋场防渗系统生态安全问题是国家环境保护“十二五”规划优先发展的领域！尤其是填埋场封场覆盖系统的失效控制问题是当前环境保护工程领域亟待需要解决的重大工程难题之一。我国《生活垃圾卫生填埋技术规范》（CJJ17-2004）推荐采用压实粘土或土工合成材料做成作为封场覆盖系统，即要求防渗黏土层的渗透系数必须小于1×10^-7cm/s。然而，我国现有垃圾填埋场绝大多数为简易垃圾填埋场，填埋场运行过程中，垃圾填埋时没有进行分层压实，且由于受不均匀沉陷、雨水侵蚀、干湿冻融循环等因素影响导致垃圾填埋场封场覆盖系统的破坏和功能失效问题更为突出。垃圾填埋场封场覆盖系统开裂问题日趋严峻，其覆盖系统开裂将成为雨水下渗的直接通道，增加垃圾渗滤液泄漏，污染周围水土环境，造成严重的环境地质灾害，已经引起了国际环境岩土工程界的高度关注。

 填埋场封场覆盖系统作为填埋场最前沿屏障，因其直接与大气接触，受大气干湿循环作用明显，在大气干湿循环作用下易于开裂。在长期降雨时期，土的饱和度增加，而在长期干燥时期，土的含水率减少，同时土中吸力增加。如果土中吸力达到某个极限值，将出现干缩裂缝，粘土阻隔层的密封功能将受到损害。植被根系作为一种特殊的筋材对粘土开裂抑制和强度的提高效果明显且易于工程实现，作为一种绿色屏障已被广泛应用于开挖堆积边坡的保护及粘土开裂破坏防治中。我国填埋场规范亦要求设置植被层对覆盖系统进行保护。但由于植被根系与粘土层的相互作用机理尚不明确，植物根系对具有特性防渗任务的粘土覆盖层土壤性质影响利弊关系无法定量判断，因此在填埋场领域植被的类型及根土覆盖层的厚度受到了严格控制，植被所发挥非功效也仅限于环境与景观改善方面。填埋场封顶覆盖系统根土相互作用理论研究的滞后性，严重制约了填埋场封场覆盖系统植被防护的应用发展。近年来，填埋场封场后公园式生态建设已成为填埋场场地可持续发展关注的焦点，大量长根型植物，如乔木，灌木等，逐渐被应用于填埋场封场后的生态建设当中，植被根系影响范围的扩大进一步加剧了开展植被根系对填埋场覆盖系统在干湿循环作用下开裂特性影响规律研究的迫切性。

因此，研发一套垃圾填埋场封场覆盖系统环境演化与防渗失效相似模拟系统，实现对不同气候条件下，垃圾填埋场封场覆盖系统环境演化的相似模拟与防渗失效过程的动态监测，为垃圾填埋场封场覆盖系统的设计提供实验参数。

发明内容

 针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种垃圾填埋场封场覆盖系统环境演化与防渗失效相似模拟系统，该系统可实现不同气候条件下，垃圾填埋场封场覆盖系统环境演化与防渗失效相似模拟。

一种垃圾填埋场封场覆盖系统环境演化与防渗失效相似模拟系统，所述模拟系统由人工气候系统、覆盖系统失效试验平台、数字成像系统、应力-温度-水分监测系统、水流泥沙监测系统、环境参数控制与采集分析系统组成，覆盖系统失效试验平台、数字成像系统、应力-温度-水分监测系统分别设置在人工气候系统内胆内，覆盖系统失效试验平台由矩形模型体承载槽、雨水收集槽、加热板、工字型支架、液压伸缩杆、旋转轴、电子称、防水隔热罩构成，电子称位于人工气候系统内胆底部的承载平台上，防水隔热罩罩在电子称上，工字型支架位于防水隔热罩上方，工字型支架四肢穿透防水隔热罩置于电子称，矩形模型体承载槽位于工字型支架上方，旋转轴固定在工字型支架一端的两腿之间，矩形模型体承载槽一端与旋转轴铰接， 液压伸缩杆活塞端头固定在矩形模型体承载槽底部，液压伸缩杆的底座固定在工字型支架中部的横梁上，加热板位于矩形模型体承载槽底部内，雨水收集槽设置在加热板上方，雨水收集槽通过第一管道与水流泥沙监测系统连通，水流泥沙监测系统设置在人工气候系统的外部，径流泥沙收集槽固定安装在矩形模型体承载槽外侧壁上，且位于矩形模型体承载槽的上端，径流泥沙收集槽与矩形模型体承载槽连接处开有收集口，径流泥沙收集槽通过第二管道与水流泥沙监测系统连通，数字成像系统由人工气候系统中的垂直摄像头与固定在矩形模型体承载槽侧壁上的水平摄像头组成，垂直摄像头位于矩形模型体承载槽正上方，水平摄像头位于矩形模型体承载槽一侧面中央，应力-温度-水分监测系统包括两组以上应力-水分-温度传感器组，应力-水分-温度-基质吸力传感器组位于矩形模型体承载槽内。

与水平摄像头正对的矩形模型体承载槽壁面采用玻璃材料。