本书以多孔介质渗流力学、生物化学动力学、土力学、热力学及溶质运移动力学等多学科交叉理论为基础，以陈旧型垃圾填埋场为研究背景，以多物理场相互作用关系为牵引，以试验研究和数值模拟相结合为主导，对垃圾填埋场好氧通风过程中降解反应、溶质传输和骨架变形内在机制和规律进行再现和预测，以上研究成果不仅可为揭示好氧通风引发的多物理场相互作用机理提供理论依据，而且可为填埋场好氧通风工程的高效运行和管理决策提供参考。

更多科学出版社服务，请扫码获取。

2000.9-2004.7 辽宁工程技术大学，力学系，工程力学，本科 2004.9-2007.1 辽宁工程技术大学（中国科学院武汉岩土力学研究所联合培养），力学与工程科学学院，工程力学，硕士 2007.3-2010.1 辽宁工程技术大学（中国科学院武汉岩土力学研究所联合培养），力学与工程科学学院，工程力学，博士 2010.1-2012.12 中国科学院武汉岩土力学研究所，助理研究员 2013.1-2018.12 中国科学院武汉岩土力学研究所，副研究员 2019.1-至今 中国科学院武汉岩土力学研究所，研究员 现任污染泥土科学与工程湖北省重点实验室 主任 岩土工程作为通讯作者、第一作者发表论文_24_篇，其中SCI检索_13_篇、SSCI检索____篇、EI检索_11_篇、其他核心期刊检索_2_篇。住房与城乡建设部建设司建筑垃圾治理督导组专家 中国岩石力学与工程学会环境岩土工程分会青年工作委员会 副主任委员 中国科学院青年创新促进会武汉分会 副理事长 中国土木工程协会土力学及岩土工程分会环境土工专业委员会 委员

目录
第1章 绪论
1.1 好氧通风的工程背景和意义 1
1.2 好氧通风技术的特点 4
1.2.1 好氧通风的主要形式 4
1.2.2 好氧通风技术的关键设计参数 6
1.3 好氧通风与多物理场之间相互作用的研究进展 9
1.3.1 垃圾填埋场好氧过程的多场耦合框架 9
1.3.2 好氧通风对垃圾土生化降解的影响 11
1.3.3 好氧通风对气体分布特征的影响 13
1.3.4 好氧通风对温度分布特征的影响 14
1.3.5 垃圾土饱和-非饱和渗透特性 19
1.3.6 好氧通风对垃圾堆体沉降特征的影响 23
1.4 好氧通风技术面临的难题 27
第2章 好氧通风过程中有机质降解模型与定量表征
2.1 生活垃圾好氧降解的动力学机理 29
2.1.1 有机物好氧降解的动力学原理 29
2.1.2 有机物好氧降解的主要影响因素 29
2.2 考虑水分-温度-通风强度条件下的有机质降解耦合模型 31
2.2.1 有机质好氧降解水分影响方程 31
2.2.2 有机质好氧降解温度影响方程 33
2.2.3 有机质好氧降解通风强度影响方程 34
2.2.4 有机质好氧降解耦合动力学模型的构建 34
2.2.5 有机质好氧降解耦合动力学模型的可靠性验证 36
2.2.6 有机质好氧降解耦合动力学模型参数的影响 44
第3章 好氧通风过程中多组分气体迁移及生化反应特性
3.1 垃圾土中气体迁移的渗流基础理论 47
3.1.1 垃圾土多孔介质多相体描述 47
3.1.2 多孔介质中的达西定律和气体渗透率 48
3.1.3 气体径向稳态流动描述 48
3.1.4 气体径向流动质量守恒方程 49
3.2 垃圾土中气体渗透特性及与孔隙结构的关系 50
3.2.1 垃圾土气体渗透试验研究进展 50
3.2.2 垃圾土室内渗透试验最佳进气压力的确定 54
3.2.3 垃圾土气体渗透率与孔隙度定量表征模型 59
3.3 好氧通风过程中多组分气体的化学反应特性试验 71
3.3.1 好氧环境下多组分气体生化反应特性试验 71
3.3.2 气体反应变化特性 73
3.4 好氧通风过程中多组分气体化学反应动力模型 79
3.4.1 好氧降解条件下多组分气体化学反应动力模型的构建 79
3.4.2 模型参数的获取及可靠性验证 81
3.4.3 模型参数影响 85
第4章 好氧通风过程中多组分气体迁移规律及优势流效应
4.1 垃圾土中气体优势渗透测试试验 93
4.2 好氧通风多组分气体迁移的渗流-化学耦合数学模型 100
4.2.1 多组分气体优势渗透理论框架的提出 100
4.2.2 考虑优势流和多组分反应的耦合模型 102
4.3 优势流效应对注气过程气体分布的影响 103
4.3.1 注气过程中多组分气体的迁移与演化 103
4.3.2 优势流效应对气体分布的影响规律 107
4.4 好氧过程气体浓度现场监测试验——以单井为例 109
4.4.1 试验方案及设备 109
4.4.2 试验原理 113
4.4.3 气体压力浓度试验结果 114
4.4.4 气体压力浓度影响半径 119
4.5 好氧通风过程气体压强和浓度解析预测 121
4.5.1 以气体压强为变量的定量预测解析模型 121
4.5.2 单井注气条件下气体压强分布预测模型结果 123
4.5.3 模型参数对气体压强预测模型的影响 125
4.5.4 单井注气条件下浓度预测模型 126
4.5.5 浓度预测模型结果 128
4.5.6 模型参数对氧气浓度预测模型的影响 130
4.5.7 采用气体压强表征的气井影响半径 131
4.5.8 以氧气浓度表征的气井影响半径 132
4.5.7 采用气体压强表征的气井影响半径 131
4.5.8 以氧气浓度表征的气井影响半径 132
第5章 好氧通风过程温度分布特征 133
5.1 好氧通风过程渗流-温度耦合模型 133
5.2 好氧通风过程填埋场温度分布模拟 136
5.2.1 计算模型及参数设置 136
5.2.2 温度分布的模拟结果 138
第6章 垃圾填埋场渗滤液回灌优势流效应 144
6.1 渗滤液回灌过程的优势渗透模拟 144
6.1.1 渗滤液回灌计算模型及参数 144
6.1.2 渗滤液回灌过程预测 145
6.2 渗滤液抽排对填埋场水位影响现场试验 155
6.2.1 单井抽排过程中渗滤液水位监测试验 155
6.2.2 单井抽排过程的非饱和水力特性参数反演 159
第7章 垃圾土优势渗透定量表征模型参数 162
7.1 多步重力自由排水试验方案 162
7.1.1 试验装置 162
7.1.2 试验材料 163
7.1.3 饱和含水率、渗透系数测试 164
7.1.4 多步重力自由排水过程控制方法 165
7.2 饱和-非饱和水力参数的数值反演 165
7.2.1 饱和含水率与饱和渗透系数 165
7.2.2 Hydrus-ID模型构建 166
7.2.3 不同属性垃圾分类排水试验流出量拟合 167
7.3 水力特性参数的影响因素 169
7.3.1 VGM 参数 169
7.3.2 DPEM 参数 170
第8章 好氧降解对垃圾土沉降变形影响试验 172
8.1 垃圾土厌氧-好氧联合沉降特性试验 172
8.1.1 试验材料 172
8.1.2 试验设备 173
8.1.3 试验方案 175
8.1.4 垃圾土沉降试验结果 176
8.2 垃圾土厌氧-好氧联合生物降解特性试验 184
8.2.1 垃圾土一维降解计算值 184
8.2.2 试验材料 186
8.2.3 试验设备 186
8.2.4 试验步骤 187
8.2.5 有机物降解试验结果 188
8.3 厌氧-好氧条件下的垃圾土干重度变化规律 193
8.3.1 垃圾土体积变化规律 193
8.3.2 厌氧-好氧条件下的垃圾土质量变化预测模型 195
8.3.3 垃圾土重度变化规律 196
第9章 垃圾填埋场好氧通风优化调控方法及应用 199
9.1 好氧通风系统并群优化调控方法的工艺 199
9.1.1 技术背景 199
9.1.2 优化方法的计算步骤 201
9.1.3 优化计算模型 202
9.2 好氧通风优化调控方法可靠性评价 203
9.2.1 好氧通风修复治理场地概况 203
9.2.2 好氧通风气井及通风方案的优化设计 206
9.2.3 长期现场监测与可靠性分析 208
参考文献 210