论文部分内容阅读
目前我国存在大量的简易垃圾填埋场、疏浚底泥等废物堆场,均是直接建立在未作任何防渗措施的天然土层上。渗滤液一旦泄漏,对地下水和周围土体的影响将是长期的和巨大的。因此研究考虑堆场上覆堆体自重引起的底部土体固结变形和污染物运移的耦合效应具有极其重要的理论价值和实际意义,已成为环境土工领域中的热点问题。本文的研究内容及结论如下: (1)在Biot固结理论和污染物运移理论相结合的基础上,以孔隙率作为耦合参量,将固结方程与运移方程相联系,建立了污染物在固结变形土体中运移的三维耦合模型,该模型考虑了土体变形对运移模型参数的影响,同时也能够体现土体结构特性和渗透特性的变化对污染物运移规律的影响。所建模型考虑了渗流场、应力场以及浓度场的耦合作用,选用大型多场耦合有限元软件COMSOLMultiphysics对模型进行数值求解; (2)根据数值模拟结果确定了污染源浓度恒定且持续不断供给情况下的污染物运移规律,分析了固结压力、吸附模式以及吸附参数对运移规律的影响,得到了不同固结压力、吸附模式以及吸附参数条件下的污染物浓度时空分布曲线。结果表明考虑土体固结变形对污染物运移过程具有较强和持久的阻滞作用,不同吸附模式对污染物运移规律没有本质影响,但污染物运移快慢呈现出较大不同; (3)分析了污染源浓度随时间呈指数衰减情况下的污染物运移规律,研究了固结压力、吸附模式以及吸附参数对污染物运移规律的影响,并对比分析了污染源浓度恒定与污染源浓度随时间衰减两种不同源类型条件下污染物运移规律的差异,结果表明源类型对浓度分布曲线的影响不可忽视; (4)建立了考虑土层为渗透各向异性时污染物在固结变形土层中的三维运移模型,分析了当黏土防渗层为渗透各向异性时污染物的运移规律,并将此种情况下污染物的浓度分布曲线与土层为渗透各向同性时的浓度分布曲线进行了对比分析。