我国城市固废堆体经降解和降雨入渗产生大量渗滤液,长期导排不畅的渗滤液淤积于堆体内,导致堆体内渗滤液水位普遍雍高。高渗滤液水位极易诱发固废堆体失稳、地下水土污染及填埋气无法有效收集等问题,这些给公众健康和周边环境造成严重威胁。针对高渗滤液水位,通常采用竖井联合真空法降水进行渗滤液抽排,以提高堆体稳定安全性和填埋气收集率。竖井联合真空法降水在我国高水位填埋场渗滤液水位控制和填埋气收集优化中具有广阔的应用前景,但由于缺乏对竖井联合真空法降水机理的认识,制约了该方法的发展。因此,研究高水位填埋场竖井联合真空法降水机理有助于更合理更高效的进行渗滤液水位控制和填埋气收集。本文采用砂土模拟填埋场深层垃圾,通过自主设计制作的竖井联合真空法降水模型系统对饱和土体进行不同速率的注气(注气阶段),模拟填埋场内垃圾产气,再静置一段时间(静置阶段);静置阶段结束后,进行竖井联合真空法抽水,模拟高水位城市固废填埋场竖井联合真空法降水。主要研究内容和研究结果如下:(1)依据模型试验过程中固液气三相物质的质量守恒和体积守恒关系,分析注气和静置过程中水位以下土体内气体体积和平均气压的变化规律。通过注气和静置阶段的孔压监测数据,研究了水位以下土体内封闭气包带的形成和发展规律。研究结果表明:直到静置阶段结束时不同工况下水位面以下土体内气体的平均气压约为外界大气压的1.35～4.26倍,说明了土体内封闭气包带的积聚十分明显。当注气速率越大,水位面以下土体内封闭气包带体积越大,水位雍高越多,水位面以下土体内封闭气包带平均气压越小。静置阶段的初期,水位面以下土体内气体往水面自由的逃逸,封闭气包带的体积随之减少,孔压出现短时间的较小幅度的降低;静置阶段后期,水位面以下土体内气体逃逸完成,剩下的气体在土体孔隙中形成了稳定的封闭气包带。(2)通过将有注气的竖井联合真空法降水模型试验(第二组)结果与无注气的竖井联合真空法降水模型试验(第一组)结果对比,分析研究了不同真空度下竖井降水过程中水位和抽水速率的变化规律,获得竖井联合真空法降水对土体水位下降及封闭气包带的影响规律,以及土体内封闭气包带对水运移的影响规律。研究结果表明:较高真空度(6k Pa、8k Pa、9.5k Pa)明显加速了水位以下封闭气包带扩散,对靠近竖井区域的水抽排产生了更强的阻滞影响,导致第二组试验在较高真空度(6k Pa、8k Pa、9.5k Pa)下初期抽水出现反规律性的降水漏斗;而第一组试验并没有此现象出现。第二组和第一组试验在抽水初期,随着真空度的增加,抽水速率减小;在抽水后期,随着真空度的增加,抽水速率增加。在抽水初期,随着真空度的增加,累计抽水量逐渐减小;在抽水后期,真空度越大,封闭气包带的突破和消散速度越快,累计抽水量逐渐增大。(3)基于试验结果分析的相关机理探讨:注气阶段前中期土体孔隙内的水受到气体挤压、土颗粒挤压和围压的影响,从孔隙内流出;注气阶段后期,注入的大量气体逐渐贯穿土体孔隙,形成气体通道,通道气体的移动主要受毛细管力的影响;注气阶段后期和静置阶段前中期有气体从水位以下土体内逃逸,此过程伴随着水从土体孔隙内流出;静置阶段后期,部分气体被封闭在了土体内,此时气体的移动主要受浮力的影响;静置阶段结束时,水位以下土体内存在不易逃逸的封闭气包带堵塞了土体部分孔隙通道;真空度的施加和竖井抽水降低土体水位的同时作用会降低封闭气包带的突破气压,使得封闭气包带易于扩散。