在经济快速发展的同时,我国地下水与土壤的污染问题却呈现出日趋严重的态势。地下水与土壤污染的预防和治理,已经深刻影响着城市的建设和居民的生活。土-膨润土隔离墙污控技术是近几十年发展起来的针对阻滞地下污染物运移的一种措施,其防污性能和经济性明显优于现在大量应用的塑性混凝土隔离墙。而且利用原土制作墙体材料,绿色环保,成本低,施工快,具有良好的应用前景。然而目前人们对其材料抗渗性、土力学特性、固结行为特性等方面的认识还比较粗浅和不足,在设计、施工及检测等环节主要依赖于现有经验,未形成系统的设计、施工、检测指导意见和规范。对此,本文从隔离墙的不同工作环境和工况,不同土层情况,通过数值计算方法,对土-膨润土的固结行为特性开展了深入分析。并进一步以实际工程为模型用数值计算与现场实测结果做对比分析,所得研究结果可以为隔离墙的设计提供有价值的参考依据:(1)研究了在均匀黏性土土层中土-膨润土隔离墙的固结行为特征。土-膨润土隔离墙的水平及竖向的变形主要发生在地面以下3m范围,在回填后5天到3个月内持续增加,3个月以后趋于稳定。因此,在隔离墙设计时应主要控制施工完成后3个月内的变形。(2)研究了在附加荷载作用下土-膨润土隔离墙的固结行为特征,并与无附加荷载工况下做对比分析。分析结果表明,在附加荷载作用下,对隔离墙浅部的位移、竖向应力增加影响较大,同时使水平位移量和竖向应力值加大。对墙体竖向变形反而是抑制作用,使浅部的沉降变形变小。但是,各项固结行为的指标与时间的关系与无附加荷载的工况一致,均在隔离墙施工完成3个月以后趋于稳定。当存在附加荷载的工况时,土-膨润土隔离墙的设计应重点考虑浅部墙体的水平位移的控制。(3)研究了存在软弱土夹层情况下土-膨润土隔离墙的固结行为特征,并与无软弱土夹层情况做对比分析。分析结果显示,软弱土夹层存在的情况下,对墙体的竖向沉降影响较大,使总的沉降量加大,沉降最大的点发生在地面以下2m左右。软弱土夹层情况下,使竖向应力和土体的孔隙水压力减小,但对水平应力和水平变形影响不大。当存在软弱土夹层情况时,土-膨润土隔离墙设计的关注重点应该是对墙体沉降的控制。(4)通过数值模拟分析与某垃圾填埋场隔离墙现场试验结果作对比,分析现场测试结果与数值模拟结果存在的差距的原因,提出隔离墙的固结行为特征及变化趋势。当墙体施工现场存在施工器械、材料堆载、车行荷载的情况,隔离墙的设计应该按附加荷载的工况考虑。墙体竖向沉降变形的实测最大值远大于数值计算结果。这可能与墙体材料在现场施工受扰动有关。扰动使墙体的沉降快速加大。因此,在土-膨润土的设计和施工时,应充分考虑施工对墙体的不利影响。现场测试试验,考虑天气、传感元件、施工等不利因素的影响,测试结果通过合理修正得出的结论与数值计算结果比较,趋势基本吻合。这表明,对于隔离墙的固结问题,数值模拟分析是一种有效的方法,其结果在充分考虑实际施工中的各影响因素后是可以指导实际工程的分析、设计、施工等。也为我们设计土-膨润土隔离墙找到可行的方法。