基于微觀分析的填埋場GCL中運移規(guī)律的理論研究.pdf

1、人工合成材料粘土襯墊（GCL）用于垃圾填埋場襯墊材料時具有厚度小、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，但是容易受到滲濾液成分和濃度的影響，對其防滲性能有一定的威脅。應力狀態(tài)等外界條件的變化使得GCL中膨潤土孔隙比有較大的變化范圍，對水和污染物在GCL中的運移也有較大的影響。目前對于GCL及膨潤土中運移參數(shù)的研究主要采用宏觀試驗方法，存在試驗時間長、試驗結果受試驗終止指標影響等問題，而運移參數(shù)的計算沒有充分考慮膨潤土

2、的微觀結構特征，使得化學相容性等問題的研究存在一些困難。從微觀角度對運移參數(shù)進行分析對于GCL的研制和應用有重要意義。本文以GCL中起防滲作用的主要材料—膨潤土為研究對象，在微觀結構觀察和分析的基礎上，推導出運移參數(shù)的計算公式，對膨潤土在孔隙比和孔隙溶液濃度變化時滲透系數(shù)和擴散系數(shù)的變化規(guī)律進行研究，并對GCL復合襯墊中污染物的運移進行計算和分析。本文的主要研究工作包括： 1．對GCL中常用的膨潤土微觀結構特征進行定量研究，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孔隙比表征膨潤土的微觀結構特征，得到表觀孔隙率和粒內孔隙比隨干密度和CaCl<,2>溶液濃度的變化公式，為運移參數(shù)的定量研究打下基礎。 2．將膨潤土看作雙重結構，推導粒間孔隙中凝膠態(tài)蒙脫石礦物層間距離的計算公式，基于Poiseuille公式得到膨潤土飽和滲透系數(shù)的改進計算方法。得到膨潤土飽和滲透系數(shù)隨孔隙比和滲濾液濃度的變化公式。 3．將微觀結構作