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考虑温度变化下三层复合衬垫中重金属污染物一维运移理论模型
被引量：
2
1
作者
江文豪
冯晨
李江山
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期417-432,共16页
针对考虑温度变化下由土工膜(geomembrane,简称GM)+土工复合膨润土衬垫(geosynthetic clay liner,简称GCL)+压实黏土衬垫(compacted clay liner,简称CCL)组成的3层复合衬垫中重金属污染物一维运移问题,基于相关假定发展得到了热传导与...
针对考虑温度变化下由土工膜(geomembrane,简称GM)+土工复合膨润土衬垫(geosynthetic clay liner,简称GCL)+压实黏土衬垫(compacted clay liner,简称CCL)组成的3层复合衬垫中重金属污染物一维运移问题,基于相关假定发展得到了热传导与重金属污染物运移的控制方程,并建立了相应理论模型。通过有限差分,对所建理论模型进行了数值求解。随后,开展了与试验结果、解析解计算结果以及其他数值解计算结果的对比分析,验证了该模型的合理性。最后,以Cd^(2+)为例,分析和讨论了不同因素对运移规律的影响。结果表明,上部温度升高会使复合衬垫中Cd^(2+)的运移通量和底部浓度增大,但会使其上部浓度降低。热扩散效应对运移行为的影响会随Soret系数ST的增大而变显著,当ST为0.001、0.005、0.01、0.05、0.1 K^(-1)时,所定义的击穿时间tb依次为37.9、37.2、36.4、31.2、26.5 a。GCL和CCL最大吸附量的增大均会使t_(b)近似线性增加,且在一定渗沥液水头h_(b)下,t_(b)随GCL和CCL厚度的增大呈线性增大趋势。此外,当h_(b)从0.5m增大到1.0m时,t_(b)平均降低了8.33 a。在工程实践中,可结合GCL和CCL的吸附性能和厚度来设计复合衬垫,同时应考虑温度变化对阻隔效果的影响。
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关键词
温度变化
热传导
重金属污染物运移
3层复合衬垫
理论模型
击穿时间
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职称材料
非等温分布条件下三层复合衬垫中有机污染物一维瞬态运移规律研究
被引量：
1
2
作者
李江山
江文豪
冯晨
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期2717-2731,共15页
针对非等温分布条件下由土工膜(geomembrane,简称GMB)+土工复合膨润土衬垫(geosynthetic clay liner,简称GCL)+压实黏土衬垫(compacted clay liner,简称CCL)组成的3层复合衬垫中有机污染物一维瞬态运移问题,考虑了对流、扩散、机械弥散...
针对非等温分布条件下由土工膜(geomembrane,简称GMB)+土工复合膨润土衬垫(geosynthetic clay liner,简称GCL)+压实黏土衬垫(compacted clay liner,简称CCL)组成的3层复合衬垫中有机污染物一维瞬态运移问题,考虑了对流、扩散、机械弥散、吸附、降解和热扩散等因素,建立了相应的数学模型。该模型可考虑扩散系数和渗透系数等参数随温度变化。利用有限差分法,获得了该模型的数值解。通过将所建模型计算结果分别与试验结果、已有解析模型计算结果和COMSOL软件计算结果进行对比,验证了所建模型的正确性。基于所定义的击穿时间tb,以甲苯作为代表性有机污染物分析和讨论了不同因素对运移行为的影响。结果表明:(1)非等温分布条件会使渗透系数、扩散系数和线性吸附系数等参数发生变化,其中渗透系数和扩散系数的变化会加快运移过程,尤其是扩散系数,而线性吸附系数的变化会减慢运移速率;(2)复合衬垫上部和底部温度差ΔT的增大会使击穿时间tb减小,底部运移通量Jb增大;当ΔT为0、10、20、30、40 K时,对应的tb依次为65.7,58.5,54.3,52.0,51.2 a;(3)当GMB扩散系数Dm,R在3.0×10^(-14)~3.0×10^(-13)m^(2)/s之间变化时,Dm,R对tb的影响较为显著;通过对比两种情况下的tb可发现,GCL存在对运移行为的影响较小。
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关键词
非等温分布条件
3层复合衬垫
有机污染物
瞬态运移
击穿时间
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职称材料
题名
考虑温度变化下三层复合衬垫中重金属污染物一维运移理论模型
被引量：
2
1
作者
江文豪
冯晨
李江山
机构
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
中国科学院大学
中国科学院武汉岩土力学研究所污染泥土科学与工程湖北省重点实验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期417-432,共16页
基金
国家重点研发计划(No.2019YFC1804002)。
文摘
针对考虑温度变化下由土工膜(geomembrane,简称GM)+土工复合膨润土衬垫(geosynthetic clay liner,简称GCL)+压实黏土衬垫(compacted clay liner,简称CCL)组成的3层复合衬垫中重金属污染物一维运移问题,基于相关假定发展得到了热传导与重金属污染物运移的控制方程,并建立了相应理论模型。通过有限差分,对所建理论模型进行了数值求解。随后,开展了与试验结果、解析解计算结果以及其他数值解计算结果的对比分析,验证了该模型的合理性。最后,以Cd^(2+)为例,分析和讨论了不同因素对运移规律的影响。结果表明,上部温度升高会使复合衬垫中Cd^(2+)的运移通量和底部浓度增大,但会使其上部浓度降低。热扩散效应对运移行为的影响会随Soret系数ST的增大而变显著,当ST为0.001、0.005、0.01、0.05、0.1 K^(-1)时,所定义的击穿时间tb依次为37.9、37.2、36.4、31.2、26.5 a。GCL和CCL最大吸附量的增大均会使t_(b)近似线性增加,且在一定渗沥液水头h_(b)下,t_(b)随GCL和CCL厚度的增大呈线性增大趋势。此外,当h_(b)从0.5m增大到1.0m时,t_(b)平均降低了8.33 a。在工程实践中,可结合GCL和CCL的吸附性能和厚度来设计复合衬垫,同时应考虑温度变化对阻隔效果的影响。
关键词
温度变化
热传导
重金属污染物运移
3层复合衬垫
理论模型
击穿时间
Keywords
temperature change
thermal conduction
heavy metal contaminants transport
triple-layer composite liner
theoretical model
breakthrough time
分类号
X53 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
非等温分布条件下三层复合衬垫中有机污染物一维瞬态运移规律研究
被引量：
1
2
作者
李江山
江文豪
冯晨
机构
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
中国科学院大学
中国科学院武汉岩土力学研究所污染泥土科学与工程湖北省重点实验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期2717-2731,共15页
基金
国家自然科学基金(No.51827814)。
文摘
针对非等温分布条件下由土工膜(geomembrane,简称GMB)+土工复合膨润土衬垫(geosynthetic clay liner,简称GCL)+压实黏土衬垫(compacted clay liner,简称CCL)组成的3层复合衬垫中有机污染物一维瞬态运移问题,考虑了对流、扩散、机械弥散、吸附、降解和热扩散等因素,建立了相应的数学模型。该模型可考虑扩散系数和渗透系数等参数随温度变化。利用有限差分法,获得了该模型的数值解。通过将所建模型计算结果分别与试验结果、已有解析模型计算结果和COMSOL软件计算结果进行对比,验证了所建模型的正确性。基于所定义的击穿时间tb,以甲苯作为代表性有机污染物分析和讨论了不同因素对运移行为的影响。结果表明:(1)非等温分布条件会使渗透系数、扩散系数和线性吸附系数等参数发生变化,其中渗透系数和扩散系数的变化会加快运移过程,尤其是扩散系数,而线性吸附系数的变化会减慢运移速率;(2)复合衬垫上部和底部温度差ΔT的增大会使击穿时间tb减小,底部运移通量Jb增大;当ΔT为0、10、20、30、40 K时,对应的tb依次为65.7,58.5,54.3,52.0,51.2 a;(3)当GMB扩散系数Dm,R在3.0×10^(-14)~3.0×10^(-13)m^(2)/s之间变化时,Dm,R对tb的影响较为显著;通过对比两种情况下的tb可发现,GCL存在对运移行为的影响较小。
关键词
非等温分布条件
3层复合衬垫
有机污染物
瞬态运移
击穿时间
Keywords
non-isothermal distribution condition
triple-layer composite liner
organic contaminants
transient transport
breakthrough time
分类号
X53 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑温度变化下三层复合衬垫中重金属污染物一维运移理论模型
江文豪
冯晨
李江山
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
2
非等温分布条件下三层复合衬垫中有机污染物一维瞬态运移规律研究
李江山
江文豪
冯晨
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
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