考慮粘土大變形固結(jié)下污染物遷移規(guī)律研究.pdf

1、天然粘土常用作廢棄物堆場(chǎng)等防滲基礎(chǔ)，在上覆垃圾及蓋層的作用下會(huì)發(fā)生較大的固結(jié)變形，因此在研究污染物在粘土防滲層中的運(yùn)移和轉(zhuǎn)化規(guī)律時(shí)，必須要考慮土體的固結(jié)變形。本文首先針對(duì)飽和土體，基于表征體元(REV)的微觀模型完善了多維大變形固結(jié)模型;再根據(jù)固液兩相污染物質(zhì)量守恒建立Lagrange描述和Eulerian描述污染物多維遷移模型及控制方程?；贑OMSOL Multiphysics軟件平臺(tái)，在二維條件下對(duì)粘土大變形固結(jié)與污染物遷移耦合進(jìn)

2、行了模擬分析，以ALE法處理模型的大變形問題。經(jīng)驗(yàn)證，模擬結(jié)果與一維耦合理論計(jì)算結(jié)果較為吻合，并基于此研究了粘土大變形固結(jié)與污染物遷移二維耦合作用下污染物運(yùn)移轉(zhuǎn)化的規(guī)律，對(duì)有效擴(kuò)散系數(shù)、滲透系數(shù)、滲濾液浸潤(rùn)線高度、吸附系數(shù)、填埋場(chǎng)粘土層表面壓力荷載等因素對(duì)于污染物遷移規(guī)律的影響進(jìn)行了探索分析，并將其與粘土小變形固結(jié)與污染物遷移理論分析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。取得的主要結(jié)論如下:
　　1.對(duì)Eulerian描述和Lagrange描述的大

3、變形固結(jié)與污染物遷移耦合理論進(jìn)行了修改，考慮了有效擴(kuò)散系數(shù)非線性變化，土水勢(shì)方程中加入對(duì)溶質(zhì)勢(shì)的考慮，并推導(dǎo)了Eulerian描述和Lagrange描述污染物遷移控制方程。
　　2.隨著填埋場(chǎng)底部壓力荷載的增大，粘土層中部與兩側(cè)的有效擴(kuò)散系數(shù)對(duì)污染物遷移深度的影響規(guī)律與變化幅度均較為相近。當(dāng)粘土層承受荷載增大時(shí)，大、小變形分析結(jié)果差也隨之增大。大變形理論相比于小變形理論，得出的污染物遷移深度較大，說明大變形分析下的填埋場(chǎng)防滲能力弱

4、于小變形分析結(jié)果。
　　3.當(dāng)施加壓力方向與粘土層初始達(dá)西滲流線的方向一致時(shí)，由其引發(fā)的對(duì)流機(jī)理對(duì)污染物遷移擴(kuò)散有著較為明顯的加速效果，當(dāng)施加壓力的方向與初始達(dá)西滲流線的方向不一致時(shí)，污染物遷移的加速效果則不明顯。
　　4.在填埋場(chǎng)防滲層設(shè)計(jì)過程中，若填埋場(chǎng)底部承受較大的壓力荷載，應(yīng)適當(dāng)考慮滲透系數(shù)對(duì)污染物遷移深度影響增大的效應(yīng)，確定合適的滲透系數(shù)指標(biāo)。若填埋場(chǎng)底部承受較小的壓力荷載可忽略滲透系數(shù)對(duì)污染物遷移深度影響增大的效