[发明专利]垃圾填埋场电阻率不规则因子测试及工程安全预警方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于工程安全监测及预警技术领域，尤其涉及一种测试垃圾填埋场电阻率不规则因子的方法及系统。

背景技术

垃圾卫生填埋作为垃圾的最终处置手段一直占有重要地位，目前仍然是包括中国在内的绝大多数国家垃圾处理的主要方式。卫生填埋虽然采取了防渗、压实、覆盖和收集等环境保护工程措施，但其填埋高差大、产气量多等一些特性，还是对填埋场的安全运行构成潜在威胁。在国外，如土耳其、菲律宾等都出现过垃圾堆体大滑坡而引起沼气大爆炸，掩埋掉整个村庄的惨剧。在国内，2002年重庆凉风垭垃圾填埋场发生了垃圾堆体滑坡，造成重大的人身伤亡和财产损失。国内目前还没有成熟、可靠的垃圾填埋场的安全预警系统。因此，如何对垃圾填埋场进行有效安全预警，是摆在我们面前的一个重要课题。

在垃圾填埋现场土工测试及安全监测方面，目前常用现场测试(钻探及取样、静力触探)、室内试验(包括三轴和直剪试验)、载荷试验及反分析法获取得到试样的抗剪强度；采用现场监测边坡表面位移、侧向位移、渗滤液水位及变化情况来进行填埋场的工程安全监测。尽管这些传统的土工测试及现场监测结果能为垃圾填埋堆体失稳模式的判别及应急抢险措施决策提供重要依据，能为垃圾填埋堆体稳定评价方法的实践检验和安全监测指标的选取提供重要数据，但不可否认这些传统的监测技术还存在以下几点不足：(1)方便快捷实时性不够；监测成果与地质、环境、施工等资料结合不紧密，与垃圾堆体的变形微观机理未能有机结合，从而使得监测结果有时难以得到合理解释，导致其监测成果应用水平低，工程风险安全评估预警能力低。(2)传统的监测数据离填埋工程安全预警系统还尚存不少差距，垃圾填埋工程风险评估与工程安全预警系统目前还是一片空白。而目前监测安全预报系统软件虽然开发较多，但尤以大坝为主，且一些预警系统的使用技术含量和技术要求高，使用和维护的成本较大，难以在垃圾填埋工程中推广；一些系统的易用性、可靠性、可扩充性还有待于进一步提高。因此，在填埋工程安全隐患问题日渐显现的当下，急需开发一种简便快捷、连续无损，经济性和实用性较好，成果解读性、可靠性较强的实时监测新技术，随时监测填埋堆体的内在结构变化情况，从而增强垃圾填埋工程风险安全评估预警能力。同时，急需开展填埋堆体工程安全评估、预测预报和预警系统的研究，实现对填埋场渐变性和突发性变形失稳事故的及时、准确预见，为填埋场工程事故隐患的消除以及对工程事故的安全处置提供理论与技术支撑。

据文献查新，目前，尚无垃圾填埋场工程风险评估与工程安全预警系统软件的报导。本发明拟引入电阻率不规则因子概念，建立电阻率不规则因子测试系统实时监测垃圾填埋场结构异常情况，从而获得填埋工程风险评估与工程安全预警功能。

岩土电阻率是岩土固有特性参数之一。一些学者的研究成果表明，岩土电阻率可很好地反映岩土结构性及其变化情况。近年来，国外有些专家学者开始探索应用电阻率不规则因子技术，监测岩土体的变形过程，揭示其变形过程中的内在结构变化机理。比如，Jackson等将电阻率不规则因子定义为Δρ_t＝(ρ_t-ρ₀)/ρ₀，其中Δρ_t为电阻率不规则因子，ρ₀、ρ_t分别为初始电阻率和实时电阻率；通过历时18个月电阻率不规则因子的现场测试，监测出路堤中的异常状况。Samouelian等通过测试黄土块在干湿循环产生裂隙过程中，不同方向和深度上的电阻率变化，得到了土块的裂隙发展和发育规律。

尽管目前国内外尚未发现电阻率不规则因子应用于垃圾填埋场变形与稳定性监测的研究报道，但上述工作表明，电阻率不规则因子技术具备表征和测定垃圾填埋场变形和稳定性参数的良好研究基础，在垃圾填埋工程实时监测应用中有着较大潜力，这是本发明进行填埋工程风险评估与工程安全预警功能研究的基本出发点。

发明内容

本发明提供了一种测试垃圾填埋场电阻率不规则因子的方法及进行填埋场工程安全的预警系统，旨在克服当下，垃圾填埋现场土工测试及工程安全监测的传统监测技术的以下几点不足：1)方便快捷实时性不够，监测成果与地质、环境、施工资料结合不紧密，与垃圾堆体的变形微观机理未能有机结合，使得监测结果有时难以得到合理解释，导致监测成果应用水平低，工程风险安全评估预警能力低。2)目前，垃圾填埋工程风险评估与工程安全预警系统还是空白。而目前应用于大坝等相关工程的安全预警系统的使用技术含量和技术要求高，使用和维护的成本较大，难以在垃圾填埋工程中推广，其系统的易用性、可靠性及可扩充性较差。