腾发覆盖层是近年发展起来的一种新型覆盖层,主要由适合植物生长的细粒土组成,如粉土、粉质黏土。其工作原理与海绵类似,降雨时吸收和储存水分,非降雨时通过地表蒸发和植物蒸腾作用释放水分。该类型覆盖层具有就地取材、造价低廉、良好耐久性等优点,在我国西北地区有广阔应用前景。垃圾填埋体成分复杂、压缩性高、分布不均匀,降解过程中极易产生局部沉陷等情况。填埋场局部沉陷易造成覆盖层的破坏,为水分入渗形成优势通道,将显著降低覆盖层的防渗性能。因此深入认识局部沉陷诱发的腾发覆盖层破坏机理将有助于评估局部沉陷对腾发覆盖层防渗性能的影响以及提出抗局部沉陷设计方法。本文主要工作及成果如下：(1)利用浙大自主研发的Trapdoor试验装置开展了均一含水率非饱和土层局部沉陷离心模型试验,模拟了腾发覆盖层在局部沉陷条件下土层破坏的过程,指出了局部沉陷诱发腾发覆盖层破坏的两种基本模式：内部塌陷和整体塌陷；填埋体局部沉陷仅使覆盖层内侧出现拱形破坏面,产生局部塌落,称为内部塌陷；土层出现起于沉陷区边缘的竖直破坏面导致沉陷区范围内土层的整体塌落,称为整体塌陷。内部塌陷一般先于整体塌陷产生。试验结果进一步揭示,不同土体含水率下土层出现不同的破坏模式。(2)利用Trapdoor试验装置和降雨模拟装置,开展了降雨诱发黄土覆盖层塌陷离心模型试验,模拟了内部塌陷产生条件下降雨诱发土层整体塌陷的过程,观测到土层含水率和基质吸力随深度变化规律,揭示了土体吸水软化导致土层整体塌陷内在机理。(3)利用FLAC建立数值模型分析均一含水率土层因局部沉陷诱发土层塌陷过程中土体变形和内力的变化规律,分析发现,在活动门下降过程中土体内应力重分布,自发形成应力拱,整体塌陷时沉陷区应力通过沉陷区边缘竖直滑动面上的剪应力传递至周边土体,揭示出土拱效应不同作用形式是产生土层不同破坏模式的内在原因。(4)分别采用结构拱假定和Terzaghi极限平衡法建立了考虑非饱和土特性的腾发覆盖层内部塌陷和整体塌陷的力学模型,推导出能够考虑土体含水率变化影响的内部塌陷拱形方程和整体塌陷安全系数的计算公式。理论分析发现：内部塌陷拱形高度主要受土的内摩擦角(总应力指标)影响,随内摩擦角增加而减小,本文所研究的土体含水率范围内,非饱和土内摩擦角随土体含水率增大而减小,因此导致拱形高度随土体含水率增加而增加：整体塌陷安全系数主要受土体名义粘聚力的影响,随着土体含水率的增加,土体基质吸力显著下降,土体名义粘聚力因此明显减小,导致整体塌陷的安全系数降低,因此含水率较高的非饱和土易发生整体塌陷；在降雨条件下,雨水渗透有效增加土层含水率,最终导致土层发生突然性的整体坍塌。(5)基于提出的腾发覆盖层破坏模式理论分析模型,在Giroud设计方法的基础上提出了针对腾发覆盖层的抗局部沉陷设计方法；利用该设计方法对实际工程案例进行了分析,计算表明HDPE土工膜能有效防止局部沉陷导致的覆盖土层的破坏。