大變形固結條件下污染物遷移規(guī)律模型試驗研究.pdf

1、我國對城市生活垃圾的處理方式主要是簡易填埋，出于工程造價與技術難度等考慮，很多垃圾填埋場防滲墊層都是采用壓實天然黏土作為防滲材料，因此如何防止垃圾滲濾液擊穿黏土防滲層是垃圾填埋工程的關鍵所在。污染物遷移規(guī)律的研究是垃圾填埋場防滲設計的重點，對延長填埋場服役壽命，使環(huán)境免于破壞具有重要指導意義。
　　本論文依托國家自然科學基金項目“飽和黏土大變形固結與污染物遷移多維耦合理論研究”，旨在研究飽和黏土大變形固結與污染物遷移耦合作用下污染

2、物的運移擴散規(guī)律。首先基于相似定理，利用單因素分析、正交試驗設計方法與敏感性分析方法，配制了符合模型試驗條件的模型土;此外，對模型試驗進行了自主設計，研究了土體在不同變形條件下非吸附性污染離子及吸附性污染離子的遷移規(guī)律;最后，基于COMSOL多場耦合數(shù)值軟件，針對模型試驗進行了數(shù)值模擬，實現(xiàn)了模型試驗與數(shù)值模擬兩者之間的相互驗證。具體研究內(nèi)容和結論如下:
　　(1)以高嶺石黏土、砂土、凡士林和硅油為基本材料，以砂土比1∶2，骨膠比

3、6∶1，硅凡比1∶1的質量比例關系成功配制出滿足模型試驗要求的模型土。該模型土具備模型試驗要求的物理參數(shù)，同時也滿足水理特性要求;
　　(2)通過自主設計的模型試驗，研究了土體變形條件對污染物遷移的影響。研究發(fā)現(xiàn)，對于非吸附性離子，土體固結變形（尤其是大變形）會對污染物遷移產(chǎn)生促進作用，大變形下的垃圾填埋場防滲能力弱于基于剛性介質與小變形假設的垃圾填埋場設計;
　　(3)吸附性污染離子遷移深度較無吸附性離子淺，且吸附性離子的

4、遷移雖然也會受到土體大變形固結的影響而加速自身遷移速率，但是相對于無吸附性離子來說，受土體變形影響已相對減小;
　　(4)以模型試驗實測數(shù)據(jù)為基礎，擬合出衰減型污染物源濃度表達方程。這種污染源濃度處理方式更加貼近工程實際，所測出的污染物分布規(guī)律更加符合實際情況，在此基礎上設計的模型試驗更有研究價值;
　　(5)以COMSOL Multiphysics軟件為平臺，以模型試驗為基礎，建立了黏土固結變形與污染物遷移耦合模型，并與模