黏土固结变形对污染物迁移影响研究

发布时间：2024-04-27 03:21

　　摘要：固结变形作用下污染物在土体中的迁移问题日益得到了人们的重视,为了研究土体在不同荷载作用下对污染物迁移的影响,本文以国家自然基金课题“饱和黏土大变形固结与污染物迁移多维耦合理论研究”为依托,并尝试利用数值分析软件COMSOL Multiphysics分析了土体在不同荷载引起的固结变形下污染物的迁移范围,并开展了大变形固结与污染物迁移的耦合理论研究,对防止地下水及环境污染具有非常重要的意义。本文取得的主要结论如下： 1、尝试利用COMSOL Multiphysics软件模拟了动态土柱试验,并很好的与室内实验的结果相吻合,说明该软件在土体固结变形和污染物迁移耦合方面有较好的应用前景； 2、当不考虑荷载对土体的固结变形作用的时候,土体的吸附系数和孔隙率对污染物迁移的影响相对较大,而土体的扩散系数和弥散系数对污染物迁移的影响相对较小；而考虑土体荷载的时候,土体的孔隙率对污染物的迁移影响最大,土体的吸附系数对污染物迁移的影响次之,扩散系数对污染物迁移的影响较小； 3、随着土体承受荷载的增加,土体的固结变形程度也在增加,污染物的迁移范围随之也有了明显的扩大。但是随着土体荷载的逐渐增加,污染物的...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

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致谢
中文摘要
ABSTRACT
序
1 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 污染物运移的理论研究
        1.2.2 污染物运移的实验研究
        1.2.3 研究现状小结
    1.3 研究目标的提出
2 污染物迁移机理和固结变形理论
    2.1 污染物迁移过程分析
        2.1.1 对流作用
        2.1.2 扩散作用
        2.1.3 机械弥散作用
        2.1.4 沉淀与溶解作用
        2.1.5 吸附作用
        2.1.6 生物降解
    2.2 污染物迁移理论
        2.2.1 达西定律
        2.2.2 连续介质力学
        2.2.3 对流-弥散方程
    2.3 小变形和大变形固结下污染物迁移理论
        2.3.1 Smith小变形固结下污染物迁移迁移理论
        2.3.2 Gibson大变形固结下的污染物迁移理论
    2.4 本章小结
3 固结变形对污染物迁移影响的数值模拟研究
    3.1 COMSOL Multiphysics软件简介
        3.1.1 COMSOL Multiphysics软件概述
        3.1.2 COMSOL Multiphysics典型的建模过程
    3.2 动态土柱数值实验模拟
    3.3 垃圾填埋场污染物迁移规律研究
        3.3.1 不考虑荷载作用时污染物迁移分析
        3.3.2 考虑土体固结变形下污染物迁移影响分析
        3.3.3 土体参数的正交试验分析
        3.3.4 考虑衬垫系统时垃圾填埋场污染物迁移分析
    3.4 本章小结
4 欧拉描述下大变形固结污染物迁移模型
    4.1 欧拉描述下大变形固结控制方程
        4.1.1 质量守恒与连续性方程
        4.1.2 动量守恒与运动方程
        4.1.3 动量矩守恒与动量矩方程
        4.1.4 有效应力原理与应力分解
        4.1.5 饱和土本构关系
        4.1.6 饱和土体几何关系
        4.1.7 渗流场本构关系和土水势方程
    4.2 多孔介质中的污染物运移扩散理论
        4.2.1 含水层中溶质运移理论
        4.2.2 考虑多孔介质变形时污染物运移理论
    4.3 本章小结
5 结论与展望
    5.1 本文主要工作及结论
    5.2 下一步工作展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3965280