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非饱和土中氯离子扩散规律的试验研究 被引量:3
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作者 季永新 张文杰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1755-1760,共6页
土中污染物迁移涉及对流和扩散,低流速情况下扩散起主导作用,当前对非饱和土中渗流的研究较为成熟,但对非饱和土中污染物扩散规律的认识还不够深入,其中饱和度控制是非饱和扩散系数测试的技术瓶颈。自制非饱和对流-扩散试验装置,控制入... 土中污染物迁移涉及对流和扩散,低流速情况下扩散起主导作用,当前对非饱和土中渗流的研究较为成熟,但对非饱和土中污染物扩散规律的认识还不够深入,其中饱和度控制是非饱和扩散系数测试的技术瓶颈。自制非饱和对流-扩散试验装置,控制入渗过程中土的含水率恒定,以氯离子为示踪剂进行对流-扩散土柱试验,通过切片法测得氯离子浓度剖面,使用非饱和对流-扩散解析解拟合得到氯离子水动力弥散系数,进而求得非饱和有效扩散系数,通过不同含水率下的试验得出有效扩散系数随含水率的变化规律;依据3层土渗流模型计算得到非饱和渗透系数随含水率的变化规律。试验结果表明,试验过程中渗透吸力对含水率的影响可以忽略,本文试验装置含水率控制精确可靠,测得0~100 kPa基质吸力下土中氯离子的有效扩散系数在1.59×10^(-6)~5.22×10^(-6) cm^(2)/s之间,氯离子的非饱和有效扩散系数随无量纲含水率的减小而线性减小;溶质迁移的弥散度随含水率减小而增大;对数的非饱和渗透系数随含水率线性减小。 展开更多
关键词 非饱和土 污染物迁移 有效扩散系数 对流-扩散试验
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As(Ⅴ)在粉质黏土中的吸附特性研究 被引量:1
2
作者 季永新 张文杰 黄津祥 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2206-2214,共9页
目前对土中重金属吸附特性的研究多集中在金属阳离子,对As(Ⅴ)等以阴离子基团形式存在的重金属关注较少。研究了As(Ⅴ)在粉质黏土中的吸附,并与常见阳离子Pb(Ⅱ)进行了对比。考虑了土水比、反应时间、溶液浓度、pH和温度对吸附的影响,... 目前对土中重金属吸附特性的研究多集中在金属阳离子,对As(Ⅴ)等以阴离子基团形式存在的重金属关注较少。研究了As(Ⅴ)在粉质黏土中的吸附,并与常见阳离子Pb(Ⅱ)进行了对比。考虑了土水比、反应时间、溶液浓度、pH和温度对吸附的影响,通过吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学模型和微细观测试分析了吸附机制,另外研究了吸附As(Ⅴ)和Pb(Ⅱ)后土的渗透特性。试验结果表明,As(Ⅴ)在粉质黏土上的最大吸附量远低于Pb(Ⅱ);As(Ⅴ)吸附量随溶液浓度增加线性增加;Pb(Ⅱ)吸附量随溶液p H增加而增加,而As(Ⅴ)吸附量在碱性条件下稍有减小。As(Ⅴ)和Pb(Ⅱ)的吸附都符合准二阶动力学模型,都是以化学吸附为主,Pb(Ⅱ)吸附与颗粒内扩散和液膜扩散有关,而颗粒内扩散是As(Ⅴ)吸附的主要控速因素;Langmuir模型对As(Ⅴ)拟合较差,As(Ⅴ)属于中等难吸附;Pb(Ⅱ)的吸附是吸热过程,温度高有利于Pb(Ⅱ)吸附,而As(Ⅴ)的吸附过程放热,吸附量随温度升高而降低。微观测试表明,粉质黏土对As(Ⅴ)和Pb(Ⅱ)的吸附基本发生在晶格以外;吸附Pb(Ⅱ)后土颗粒团聚导致孔隙变大,而吸附As(Ⅴ)后土颗粒趋于分散;土中有官能团参与了吸附过程。随着土中重金属含量增加,Pb(Ⅱ)污染土渗透系数增大,而As(Ⅴ)污染土渗透系数减小,酸性条件下含重金属的土渗透系数均增大。得到的吸附机理和参数对研究砷污染具有重要意义。 展开更多
关键词 吸附动力学 吸附等温线 吸附热力学 渗透系数
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红黏土土质覆盖层水力参数随服役时间演变规律分析 被引量:4
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作者 焦卫国 季永新 +2 位作者 张玥 贺明卫 刘振男 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1059-1068,共10页
红黏土具有高液(塑)限、低渗透、中—低压缩性和较高的力学强度,在西南喀斯特地区广泛用于路基、土石坝、各类尾矿和垃圾填埋封顶覆盖等防渗工程。对红黏土开展了实验室和现场水力参数对比测试;在填埋场建设了红黏土覆盖层试验区并开展... 红黏土具有高液(塑)限、低渗透、中—低压缩性和较高的力学强度,在西南喀斯特地区广泛用于路基、土石坝、各类尾矿和垃圾填埋封顶覆盖等防渗工程。对红黏土开展了实验室和现场水力参数对比测试;在填埋场建设了红黏土覆盖层试验区并开展了自然气候条件下的长期服役水力参数监测;分析对比了有、无植被红黏土水力参数的不同变化。结果表明:(1)红黏土饱和渗透系数在10^(-7)cm/s量级,渗透性低,防渗性能好;有效储水率约18.8%,与粉土—粉质黏土相当,储水能力好。(2)现场大体量大范围施工而实验室精细制样导致两者土样结构有显著差异。干密度相近时,现场土饱和入渗系数比室内重塑土大36.62%,防渗设计中应充分考虑实验室到现场间压实土防渗性能的"打折"现象。(3)在2.0年的长期服役中,无植被红黏土覆盖层在日照、降雨循环作用下因土层开裂导致渗透系数较建设之初最大增加2.9×10^(4)倍;有植被时渗透系数较建设之初或减小或增加,最大增加10倍,且与植被生长状态有关。有、无植被红黏土入渗系数和开裂情况对比表明:植被对土质覆盖层细粒土因日照-降雨气候作用导致防渗性能的劣化有明显的抑制作用。 展开更多
关键词 填埋场 覆盖层 黏土 长期服役 水力参数 演变规律 植被根系
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红黏土覆盖层水力参数演变规律与防渗设计讨论 被引量:3
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作者 焦卫国 刘振男 +3 位作者 季永新 张玥 贺明卫 廖化荣 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期45-52,共8页
以红黏土为对象,通过室内单元体并结合填埋场现场原位试验,从建设施工和建成后长期服役两个不同时间尺度对土质覆盖层水力参数开展了5 a的跟踪监测;分析对比了从实验室到现场、从建设施工到建成长期服役水力参数的劣化衰减规律。结果表... 以红黏土为对象,通过室内单元体并结合填埋场现场原位试验,从建设施工和建成后长期服役两个不同时间尺度对土质覆盖层水力参数开展了5 a的跟踪监测;分析对比了从实验室到现场、从建设施工到建成长期服役水力参数的劣化衰减规律。结果表明:(1)5 a长期服役中,无植被红黏土覆盖层入渗系数从10^(-7)cm/s增大到10^(-3)cm/s,增大4个数量级;有植被条件入渗系数从10^(-7)cm/s增大到10^(-6)cm/s,增大1个数量级。(2)自然气候长期服役覆盖层中大孔隙逐渐增多,降雨雨强过大(如暴雨)导致土质覆盖层防渗能力和储水能力下降。工程设计中应根据当地降雨参数进行适当放大调整。(3)自然气候下经历反复吸、脱湿滞回循环,土质覆盖层的储水能力与降雨前土层吸湿起点(或初始吸力)和吸湿路径有关。采用室内吸湿起点初始吸力-1500 kPa的主吸湿曲线设计偏于保守,结果相对安全。 展开更多
关键词 尾矿堆场 填埋场 封场覆盖 植被土 长期服役 水力参数 植被根系 防渗设计
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