Geotechnical Assessment of Slope Instability Triggered by Solid Waste Dumping in Engineered Landfills and Informal Waste Dumps

不要将山坡仅仅视为岩石和土壤构成的自然形态，而应将其想象成一个巨大的、人造的垃圾堆。对于普通观察者而言，垃圾填埋场是一个环境负担或公共卫生隐患，是一个废物腐烂之所。但对于岩土工程师来说，它是一个具有坡度、地基以及特定失效方式的物理结构，就像天然的山丘或人工大坝一样。构成这一结构的材料是城市固体废物，它是生物质、塑料和碎屑的混乱混合物，其强度和重量会随着时间的分解而发生变化。与下方的土壤不同，这种废物的行为并不可预测；它会积水、产生气体，并在沉降过程中变弱。当这些材料堆叠过高、过陡或缺乏妥善排水时，维持其稳定的力量可能会被压倒，从而导致灾难性的滑坡。理解这些堆体为何坍塌，不仅是为了清理杂物，更是为了在人口增长速度往往无法跟上正式废物管理步伐的快速发展城市中，防止生命和财产的损失。

来自税务拉工程技术大学（University of Engineering & Technology Taxila）的一个研究小组致力于了解这些废物堆究竟是如何以及为何失效的。他们通过将固体废物视为一个岩土工程问题而非卫生问题来切入，即探讨一种特定类型的材料如何在自身重量和水的压力下保持稳定。研究人员进行了系统的综述，收集并分析了全球范围内记录在案的坡体失效案例。他们研究了五起重大灾难：哥伦比亚的多尼娅胡安纳（Doña Juana）填埋场、菲律宾的帕亚塔斯（Payatas）垃圾场、中国深圳的建筑垃圾堆、斯里兰卡的米托塔穆拉（Meethotamulla）露天垃圾场以及埃塞俄比亚的科舍（Koshe）填埋场。这些地点既包括拥有衬层和排水系统的正式工程设施，也包括没有任何工程监管、直接将废物堆放在地面上的非正式、无管制垃圾场。通过对比这些事件，该团队试图找出将稳定的废物堆转化为致命山体滑坡的共同诱因。

调查揭示了一个清晰且一致的模式。在所有五个案例中，水都是首要罪魁祸首。无论是雨水渗入未管理的堆体，还是在填埋场内积聚的渗滤液（从分解废物中流出的液体），亦或是上升的地下水位，液体的积累都是导致坡体失稳的关键因素。水会降低颗粒间的摩擦力并增加堆体内部的压力，实际上是将固体质量转变为一种可以流动的物质。在2015年涉及273万立方米建筑废物的深圳灾难中，失效是由快速填埋和底层土壤无法支撑的上升水位共同触发的。同样，在斯里兰卡的米托塔穆拉垃圾场，在91米高的垃圾堆坍塌前，经历了三天的暴雨。即使是在埃塞俄比亚的科舍悲剧中，尽管当时有推土机在垃圾堆上作业，研究人员仍指出，数十年的无管理倾倒可能已使废物质量饱和且虚弱，使其在新增建筑设备重量的情况下变得脆弱不堪。

研究还强调了工程化填埋场与非正式垃圾场之间的显著差异，尽管两者的后果可能同样致命。工程化场地（如深圳案例）往往由于特定的技术缺陷而失效，例如废物与底部塑料衬层之间的薄弱界面，或者是设计中未充分考虑的地下水情况。这些是技术问题，也有技术解决方案，例如更好的材料测试或对水位进行更保守的假设。然而，非正式垃圾场完全缺乏任何正式设计。它们生长的高度和坡度往往超过安全限制，且通常没有任何排水系统或地基检查。研究人员发现，这些不受监管的场所经常有社区直接居住在不稳定的坡面之上或旁边，这是由贫困和住房选择匮乏所驱动的。菲律解释了造成300多人死亡的帕亚塔斯灾难，以及夺走百余条生命的科舍坍塌，这两起事件都发生在这样的非正式场所。研究人员指出，虽然工程化失效在科学文献中有详尽记载，但尽管非正式灾难造成的死亡人数更多，却往往缺乏严谨的技术调查。例如，在科舍坍塌近十年后，仍然没有关于该事件发表过的岩土工程回溯分析，这在理解这类特定失效方式方面留下了显著的研究空白。

该论文的一个关键发现是，这些废物坡体的安全裕度通常极其微薄。研究人员审查了应用原本为天然土壤设计的标准工程规范进行的可靠性研究。他们发现，许多失效坡体的计算安全系数在灾难发生前就已接近失效点。这表明，现有的设计标准（其假设材料表现得像土壤一样）可能会系统性地低估废物带来的风险。城市固体废物比土壤更具变异性和时间依赖性；它会随着分解而变化，且其强度在受潮时会显著下降。依赖于针对天然土石结构制定的规范，可能会产生一种虚假的安全感，导致工程师和官员误认为坡体是稳定的，而实际上它已处于坍塌边缘。

论文结论指出，预防未来的灾难并不需要发明新的科学，而是需要以更大的严谨性和紧迫感应用现有的岩土工程原则。解决方案是显而易见的：通过妥善的排水和渗滤液收集来管理水分，控制堆体的厚度和坡度，并持续监测场地的移动迹象。研究人员认为，无论是否受到正式监管，垃圾场都应被视为受制于物理定律的岩土工程结构。这种视角的转变至创重要，特别是在非正式倾倒现象普遍的开发中地区。研究强调，安全差距的主要不在于知识的匮乏，而在于执行的缺失。预防这些悲剧的工具——排水系统、坡度限制和监测设备——已经存在。缺失的是推动这些工具应用的制度意志和资源，尤其是在人类伤亡代价最高的非正式场所。通过将垃圾堆视为受物理定律支配的物理结构，而非仅仅是一堆垃圾，社区才能采取必要措施，确保这些坡体保持稳定，而不至于成为下一场可预防的灾难之源。