孔隙结构和水动力对饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积特性的耦合影响

发布时间：2017-09-19 23:46

  本文关键词：孔隙结构和水动力对饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积特性的耦合影响

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【摘要】：为了研究孔隙结构和水动力对悬浮颗粒在饱和多孔介质中沉积和迁移特性的影响,对天然硅粉(悬浮颗粒)和荧光素钠(示踪剂)在饱和多孔介质中的渗流迁移特性进行土柱试验,分别得到了5种不同渗流速度(0.033、0.066、0.132、0.199、0.265 cm/s)、两种不同多孔介质(石英砂和玻璃球)的悬浮颗粒和示踪剂全组合下的20条穿透曲线。根据试验结果,研究孔隙结构、渗流速度对饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积过程中水动力作用机制、弥散效应、加速效应的影响。研究表明,悬浮颗粒的穿透曲线可以用一阶沉积动力学对流弥散方程的解析解来描述。随着渗流速度的增大,水动力学作用对颗粒出流浓度的影响越来越大,而孔隙结构的影响则相对减弱。同时,存在一个临界渗流速度值。当渗流速度超出该值时,悬浮颗粒迁移要快于示踪剂,而且临界渗流速度对于玻璃球和石英砂两种多孔介质是不同的;其次,在两种介质中,随渗流速度增大,弥散度增加,回收率和回收悬浮颗粒粒径增大,沉积系数先增大后减小。此外,在孔隙比相近的情况下,悬浮颗粒在玻璃球介质中的回收率要大于其在石英砂中的。可见,孔隙结构和渗流速度是影响饱和多孔介质中颗粒输运的重要因素,渗流速度越大,孔隙结构的作用越明显。
【作者单位】： 北京交通大学土木建筑工程学院;
【关键词】： 饱和多孔介质 悬浮颗粒 孔隙结构 穿透曲线 土柱试验
【基金】：国家自然科学基金项目(No.51279002;No.51478034) 高等学校博士学科点专项科研基金博导类资助课题(No.20130009110021)~~
【分类号】：TU43
【正文快照】： 1引言悬浮颗粒在多孔介质中迁移、沉积及释放过程的研究,诸如地下水污染物迁移和扩散、地下水热泵回灌、石油开采、核废料处置、注浆加固和水工结构的内部侵蚀破坏等方面有重要的研究意义[1-3]。大量研究表明,污染物不但能直接通过水流进行迁移,而且也可吸附在细小悬浮颗粒上

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本文编号：884670