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随着各地城市化进程的加快，国内第一批垃圾填埋场的填埋容量即将接近其设计容量。鉴于新场选址日趋困难，为节约宝贵的城市土地资源，对原有填埋场进行改扩建已经成为一种趋势。我国的杭州天子岭、苏州七子山、深圳下坪垃圾填埋场等先后开始了扩建工程。
若在此类填埋场上进行竖向加高扩建，面临许多问题，其中老填埋场的沉降无疑对改扩建工程起着至关重要的影响。一方面，老填埋场的沉降将影响到改扩建后新场的运营安全；另一方面，老填埋场的沉降直接影响到新场的容量[1－4]。
由于扩建工程在老场垃圾堆体上建设，垃圾沉降除了新场垃圾堆体的沉降外，还应考虑由新场垃圾堆体引起的老场垃圾堆体的“二次沉降”[1，3，4]。苏州七子山生活垃圾填埋场建成于20世纪90年代初，设计填埋标高80m，填埋场总库容约470万m3，设计服务年限15a，启用于1993年。到2006年初，填埋场部分填埋至70m标高。新填埋场建设规划在老填埋场（简称为“老场”）封场基础上构建合适的防渗衬垫系统，在填埋场下游拓展扩建垃圾坝，新建渗沥液调节池。在老填埋场垃圾堆体上继续填埋堆高至120m标高。新填埋场（简称为“新场”）的总库容约800万m3，服务年限10a[5]。本文以苏州七子山生活垃圾填埋场为例，应用FLAC 3D软件对老填埋场竖向扩建的沉降进行了数值模拟，并将计算结果与分层总和沉降法进行对比。
1老场竖向扩建沉降数值模拟
1.1分析模型
FLAC 3D作为一款大型通用有限差分软件，广泛用于岩土工程的各个领域[6]。本文主要是结合FLAC 3D数值计算软件对垃圾填埋场扩建的堆载进行模拟，计算堆载后老场垃圾堆体的沉降。
根据七子山场的垃圾填埋过程，按填埋高程及龄期将老场垃圾土划分为4个特征层，根据试验结果，统计了4层垃圾土的物理组分含量和物理性质指标（表1）。
表1老场垃圾土分层物理组分含量[7]
新场垃圾堆体根据发展规划，按每年填高4m共使用10a考虑，划分为10层。新场垃圾土作为外加荷载，参数为：压缩模量Es＝2MPa，泊松比μ＝0.4，黏聚力C＝0（为增加收敛速度，计算时取0.01kPa），φ＝32°，容重统一取为10.5kN／m3。
场地地基土的强度参数参照老场地基土的取值。
由于生物降解作用难以实现，因此本次数值模拟计算时，不考虑生物降解作用导致的沉降。
模型建立时纵向长度为填埋场纵向长度的1.5倍，高度为填埋场标高的1.5倍，并且模型的边界固定为位移边界，即在X方向上左边界和右边界施加位移约束；Y方向上施加位移约束；Z方向只在z＝0边界上施加位移约束，坡面边界无约束。
苏州七子山垃圾填埋场改扩建工程主要由水平拓展库区与竖向堆高库区两部分组成。因此，模型建立时将填埋库区划分为3个填埋分区，其中Ⅰ号填埋区指位于下游的水平拓展库区；Ⅱ号填埋区指位于原库区45～80m标高范围内的斜坡区域；Ⅲ号填埋区指位于原库区80m标高以上区域。Ⅱ、Ⅲ号填埋区均属于竖向堆高库区，本文主要计算Ⅲ号填埋区竖向堆高对老填埋场的影响。老场及扩建垃圾堆体典型断面分别如图1、2所示，新老场共同作用分区建模如图3所示。
