HDPE土工膜在提升垃圾填埋场稳定性方面的作用
在城市垃圾填埋场的运行及填埋周期中，垃圾土体的抵抗剪切能力随时间推移而发生变化，这对选用作为核心隔层材料的土工膜的规格与性能提出了严格要求，直接关系到填埋场的整体稳定性。本研究聚焦于三种不同类型的HDPE（高密度聚乙烯）土工膜，即柱点型、喷丝型和光面型，通过室内的土-膜界面剪切试验与数值模拟技术，系统评估了它们作为中间隔层材料对垃圾填埋结构稳定性的影响机制。
研究发现，随着时间的推移和生物降解作用的持续，垃圾土中的纤维物质含量减少，而无机废渣粒子比例上升，这一变化趋势导致土工膜与土壤界面的粘聚力减弱，同时内摩擦角呈现上升趋势。与传统的粘土覆盖相比，HDPE土工膜能更有效地控制填埋体底部的位移，实际工程案例数据显示，采用土工膜覆盖后，填埋体底部的最大位移从粘土覆盖时的0.084米减小至0.073米，且整体的稳定性安全系数分别提高了28%（柱点型）、30%（喷丝型）和18.5%（光面型）。此外，HDPE土工膜能够显著抑制垃圾滑移面向填埋体中心及深层扩展，有效防止滑裂现象的发生。
综上所述，本研究不仅揭示了HDPE土工膜在提升垃圾填埋场稳定性方面的显著效果，还为未来填埋场的设计和施工中安全性评估提供了科学依据，强调了合理选择土工膜规格对保障环境工程长期稳定性的关键作用。
城市固体废物(MSW)的动态变化特性对垃圾填埋场的稳定性构成了挑战[1-3]。MSW成分繁复，随填埋时间延长，内部有机物质与纤维质不断降解，直接引致其抗剪强度发生变化，而强度的衰减正是诱发填埋体分层滑动的关键因素[4-6]。填埋体的不稳定性滑移可能导致大量废物与渗滤液溢出，引发重大的生态污染和经济损失[7]。
MSW的抗剪强度作为衡量其力学属性的重要指标，其演变趋势与填埋时间紧密相关。随着填埋时间的推移，MSW内部的摩擦角趋于上升，而粘聚力则逐渐减弱甚至消失[8-10]，这种变化趋势促使填埋体沿着衬垫边缘更易发生滑动破坏。因此，土体与土工膜界面的剪切行为成为了研究热点[11-15]。例如，PUNETHA等人[13]通过直剪测试考察了光面和糙面HDPE土工膜与多种土粒的界面抗剪强度；BACAS等[14]则对多种土工合成材料和不同界面进行了全面的剪切强度分析；LI等[15]探讨了冻融循环对密实粘土与HDPE膜界面剪切特性的影响。在稳定性评估方法上，ZIENKIEWIEZ等[16]首次将强度折减方法应用到有限元边坡稳定性分析中，UGAI等[17]、郑颖人等[18]以及陈雪珍等[19]进一步推动了这一方法在工程实践中的安全系数应用。
尽管现有的研究倾向于通过实验测定各层垃圾土的抗剪强度来评估分层填埋场的稳定性[4,6]，并且大部分研究侧重于使用粘土作为中间隔层材料，但鉴于HDPE土工膜具备的优异耐久性、化学稳定性及良好的柔韧性，它被视为替代粘土的理想候选[20]。然而，关于HDPE土工膜作为中间隔层的实际应用研究尚显不足。因此，本研究旨在采用HDPE土工膜替换粘土作为中间隔层，通过实施土-膜界面剪切实验，并运用PLAXIS有限元软件模拟分层填埋体的滑动过程与整体稳定性演变，深入探究HDPE土工膜作为中间隔层的有效性和实用性。
