氯離子在黏土-膨潤土屏障中遷移的離心試驗(yàn)研究

編號(hào)：FTJS06120

篇名：氯離子在黏土-膨潤土屏障中遷移的離心試驗(yàn)研究

作者：張文杰； 劉穎； 賈文強(qiáng)；

關(guān)鍵詞：黏土-膨潤土屏障 離心模型試驗(yàn) 對流-擴(kuò)散 數(shù)值模擬

機(jī)構(gòu)： 上海大學(xué)土木工程系； 浙江大學(xué)軟弱土與環(huán)境土工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；

摘要： 將對流-擴(kuò)散試驗(yàn)裝置置于土工離心機(jī)中,以50g離心加速度運(yùn)行12 h,研究了黏土-膨潤土混合土樣中Cl-的遷移擴(kuò)散,使用解析解對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合確定相關(guān)參數(shù),分析了試驗(yàn)的相似條件,使用商用軟件對離心試驗(yàn)原型進(jìn)行模擬,與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,探討了離心機(jī)用于溶質(zhì)遷移分析的比尺效應(yīng),最后通過數(shù)值分析研究了試驗(yàn)的黏土-膨潤土屏障用于老垃圾填埋場防滲帷幕補(bǔ)強(qiáng)的效果。結(jié)果表明,土工離心機(jī)試驗(yàn)中,按實(shí)際出流量計(jì)算的實(shí)際孔隙水流速小于臨界流速,兩試樣中的佩克萊數(shù)(Pe數(shù))小于臨界Pe數(shù),機(jī)械彌散的作用可以忽略,試驗(yàn)滿足擴(kuò)散的相似定律;離心機(jī)試驗(yàn)所模擬的2.5 m厚襯墊原型,在水頭5 m和10 m作用下3.42 a后均未被擊穿;常重力下試驗(yàn)土樣的滲透系數(shù)為8.5×10-8 cm/s,有效擴(kuò)散系數(shù)為7.82×10-7 cm2/s,對試驗(yàn)原型進(jìn)行的數(shù)值模擬表明,n倍重力加速度下,土工離心機(jī)可以1/n尺寸的試樣實(shí)現(xiàn)對原型的模擬,同時(shí)將對流和擴(kuò)散作用下的溶質(zhì)遷移時(shí)間縮短至原型的21/n;試驗(yàn)的黏土-膨潤土屏障用于老垃圾填埋場防滲補(bǔ)強(qiáng),可顯著減緩溶質(zhì)遷移,防滲補(bǔ)強(qiáng)后可滿足滲濾液遷移擴(kuò)散的控制要求。