基于微觀分析的填埋場(chǎng)GCL中運(yùn)移規(guī)律的理論研究.pdf

1、人工合成材料粘土襯墊（GCL）用于垃圾填埋場(chǎng)襯墊材料時(shí)具有厚度小、防滲性能好、有較好的自愈能力和能承受較大不均勻沉降等優(yōu)點(diǎn)，但是容易受到滲濾液成分和濃度的影響，對(duì)其防滲性能有一定的威脅。應(yīng)力狀態(tài)等外界條件的變化使得GCL中膨潤(rùn)土孔隙比有較大的變化范圍，對(duì)水和污染物在GCL中的運(yùn)移也有較大的影響。目前對(duì)于GCL及膨潤(rùn)土中運(yùn)移參數(shù)的研究主要采用宏觀試驗(yàn)方法，存在試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)、試驗(yàn)結(jié)果受試驗(yàn)終止指標(biāo)影響等問(wèn)題，而運(yùn)移參數(shù)的計(jì)算沒(méi)有充分考慮膨潤(rùn)土

2、的微觀結(jié)構(gòu)特征，使得化學(xué)相容性等問(wèn)題的研究存在一些困難。從微觀角度對(duì)運(yùn)移參數(shù)進(jìn)行分析對(duì)于GCL的研制和應(yīng)用有重要意義。本文以GCL中起防滲作用的主要材料—膨潤(rùn)土為研究對(duì)象，在微觀結(jié)構(gòu)觀察和分析的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出運(yùn)移參數(shù)的計(jì)算公式，對(duì)膨潤(rùn)土在孔隙比和孔隙溶液濃度變化時(shí)滲透系數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行研究，并對(duì)GCL復(fù)合襯墊中污染物的運(yùn)移進(jìn)行計(jì)算和分析。本文的主要研究工作包括： 1．對(duì)GCL中常用的膨潤(rùn)土微觀結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行定量研究，分析

3、孔隙分布和形態(tài)特征等隨干密度和孔隙溶液濃度的變化規(guī)律。并用表觀孔隙率和粒內(nèi)孔隙比表征膨潤(rùn)土的微觀結(jié)構(gòu)特征，得到表觀孔隙率和粒內(nèi)孔隙比隨干密度和CaCl<,2>溶液濃度的變化公式，為運(yùn)移參數(shù)的定量研究打下基礎(chǔ)。 2．將膨潤(rùn)土看作雙重結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)粒間孔隙中凝膠態(tài)蒙脫石礦物層間距離的計(jì)算公式，基于Poiseuille公式得到膨潤(rùn)土飽和滲透系數(shù)的改進(jìn)計(jì)算方法。得到膨潤(rùn)土飽和滲透系數(shù)隨孔隙比和滲濾液濃度的變化公式。 3．將微觀結(jié)構(gòu)作