论文衰减源作用下固结压力吸附参数对污染物运移规律影响是关于运移方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关运移汉祚终难复论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：固结变形会导致粘土防渗层的结构特性和渗透特性发生改变,影响渗流场和浓度场的分布,进而影响污染物在防渗层中的运移规律.在比奥固结理论的基础上,考虑线性吸附模式,研究了污染物在小变形土体中的运移规律,分析了衰减源作用下,固结压力和线性吸附系数对污染物运移过程的影响.结果表明,和不考虑固结作用相比,固结作用延迟了污染物的运移,使得污染物运移深度减小,并且随着固结压力的增大,固结作用对污染物运移的延迟作用逐渐增强；在线性吸附模式情况下,污染物运移深度减小率随着吸附系数的减小逐渐增大,说明固结作用对污染物运移的延迟作用随着吸附系数的减小而越来越凸显.
关键词：固结变形；防渗层；污染物；运移；防渗能力；线性吸附
中图分类号：X144
文献标志码：A
文章编号：16744764（2014）02009410
Abstract：Consolidation deformation can lead to changes of structural and permeable characteristics of clay impermeable layer, which will affect the distribution of seepage field and concentration field, and then affect the transport law of contaminant in impermeable layer. Based on the Biot consolidation theory, the transport law of contaminant in deforming soil is studied taking account. Meanwhile, the effects of consolidation pressures and adsorption parameters have been analyzed separately. The results show that consolidation deformation retards the transport process of contaminant and shortens the transport depth of contaminant. In addition, the retardation of consolidation deformation on the transport process of contaminant becomes stronger as the consolidation pressure increases. Meanwhile, under the condition of a linear adsorption mode, the decreasing rate of migration depth increases gradually as the adsorption parameter decreases. It is shown that the retardation of consolidation deformation on the transport process of contaminant becomes more visible when the adsorption parameter decreases. The results have important theoretical significance for the design of effective thickness of the simple constructed garbage dump and bottom sediment dump, as well as the safety evaluation of impermeable layer.
Key words：consolidation deformation； impermeable layer； contaminant； migration； impervious ability； linear adsorption
粘土防渗层作为简易垃圾堆场或疏浚底泥堆场的水平防渗屏障对阻滞渗滤液泄漏、确保堆场安全性具有至关重要的作用,因此防渗层的防渗能力一直是有关学者研究的重点课题.体现防渗层防渗能力强弱的一个重要方面是防渗层在特定的时间内是否被穿透,从而导致污染物发生泄漏,对地下水造成二次污染,这一问题涉及到污染物在防渗层中运移规律的研究,受多种因素的影响,如防渗层渗透特性、土颗粒的吸附特性以及边界条件等.长期以来,学者们针对这些因素对污染物运移规律的影响开展了较多研究[13],然而粘土防渗层在堆体自重作用下能够发生固结变形这一力学特性对污染物运移规律的影响研究相对较少.但这却又是一个非常实际且普遍存在的问题,简易垃圾堆场一般占地面积大,堆放量庞大,填埋高度高,使用年限以及稳定固化时间长,在填埋体自重作用下防渗层不可避免地会发生固结变形,导致孔隙率减小,而污染物运移过程中的对流、弥散等作用的强弱和孔隙率大小直接相关,因此这种情况下考虑固结作用对污染物运移规律影响具有重要的理论价值和实际意义[49].
目前研究污染物在防渗层中的运移规律时,通常都是假定污染源浓度保持恒定且源源不断的供给,但实际现场工程中,污染源浓度通常会随着时间呈衰减的趋势.本文基于比奥固结理论,在考虑污染源中有害物质浓度随时间呈指数衰减的条件下,对污染物在固结小变形土体中的运移规律进行了数值模拟,分析了固结变形作用及吸附参数对污染物运移规律的影响.
从图3可以看出,在特定的运移时刻（2、5、10、20 a）,不同固结压力作用下,氨氮在防渗层中的分布规律比较相近.氨氮浓度均随着土层深度的增加逐渐增大,在某一深度累积达到峰值浓度,而后氨氮浓度随着深度的增加又逐渐减小,只是不同固结压力作用下氨氮浓度峰值大小以及出现峰值的位置剖面不同,表现出随着固结压力的增大,氨氮的浓度峰值逐渐减小,同时浓度峰值出现的位置剖面、氨氮浓度随深度分布曲线的下降段浓度峰面以及氨氮浓度随深度分布曲线的质量中心呈现出逐渐左移的趋势,例如氨氮运移20 a时,固结压力分别为0、100、200、300、400、500、600 kPa时,防渗层内氨氮峰值浓度依次为15.98、13.05、10.71、8.83、7.29、6.01、4.92 mg/L,出现浓度峰值的位置依次为112、102、91、82、74、67、61 cm,这一变化趋势表明固结压力越大,出现峰值浓度的位置剖面离污染源就越近,氨氮运移的距离就越短,说明固结变形阻滞了氨氮的运移过程,并且固结压力越大,这种阻滞作用就越强.造成这种现象的主要原因是由于固结压力越大,土体压缩变形量就越大,孔隙率减小量则越大,土体中的“流水通道”变的越狭窄,氨氮运移的就越慢,因此在相同的运移年限内氨氮的运移距离就越短.此外,在特定的运移时刻,随着固结压力的增加,氨氮浓度随深度的分布曲线和轴（浓度坐标轴）围成图形的面积逐渐减小,从污染物一维运移模型可知浓度曲线和轴围成图形的面积代表了整个土层内孔隙水中氨氮含量的大小,由此可知随着固结压力的增大,整个土层内孔隙水中氨氮含量逐渐减小,这是因为对于同一研究土层,固结压力越大,孔隙率减小量就越大,土体越密实,防渗层对氨氮运移的阻滞作用就越强,氨氮运移的速度就越慢,因此在相同的时间内从污染源进入土体孔隙水内的氨氮量就越少,则孔隙水中的氨氮含量就越少.
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