飽和-非飽和紅黏土中溶質(zhì)遷移機理及數(shù)值模擬.pdf

1、鑒于近幾年廣西環(huán)境污染日益嚴(yán)重的現(xiàn)狀，本論文以廣西桂林和柳州紅黏土為主要研究對象，結(jié)合已有的物性試驗結(jié)果（液塑限、顆粒分析、礦物成分等），進行滲透實驗和室內(nèi)土柱的飽和穿透實驗與非飽和上滲實驗，并根據(jù)實驗結(jié)果進行數(shù)值模擬，系統(tǒng)地分析紅黏土中溶質(zhì)遷移規(guī)律。主要的研究結(jié)果如下:
　　(1)柳州紅黏土與桂林紅黏土有著不同水動力學(xué)性質(zhì)，桂林紅黏土具有更好的持水性能，同樣吸力下具有更高的體積含水率，滲透性小于柳州紅黏土。
　　(2)對流

2、-彌散模型的參數(shù)主要有平均孔隙流速、彌散系數(shù)、阻滯因子。這些參數(shù)主要影響穿透曲線的峰值，起始變化時間，變化速率。兩區(qū)流模型的參數(shù)還有分型系數(shù)、溶質(zhì)交換系數(shù)。隨著分形系數(shù)減小，兩區(qū)流模型更加明顯。隨著溶質(zhì)交換系數(shù)增大，兩區(qū)之間的差異變得不明顯。當(dāng)溶質(zhì)交換系數(shù)足夠大時，兩區(qū)流模型演化為平衡對流-彌散模型。
　　(3)桂林和柳州紅黏土都是碳酸鹽巖風(fēng)化殘坡積形成的。通過室內(nèi)土柱淋溶試驗得出其穿透曲線，利用CXTFIT軟件中的對流-彌散模型

3、和兩區(qū)流模型擬合發(fā)現(xiàn)，兩種紅黏土都更適合兩區(qū)流模型。
　　(4)對比紅黏土與普通土質(zhì)發(fā)現(xiàn)，砂土、砂質(zhì)壤土、粉質(zhì)黏土、重粉質(zhì)黏土、壤質(zhì)黏土、黏土中基本不存在兩區(qū)流現(xiàn)象，這與其顆粒組成以及含有的礦物成分相關(guān)，紅黏土中含有的游離氧化物具有膠結(jié)作用。對比紅黏土與磚紅壤、紅壤、泰國紅土發(fā)現(xiàn)，紅黏土中兩區(qū)流現(xiàn)象更明顯。
　　(5)非飽和紅黏土的上滲由于受復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)的影響，土柱中水分變化比較明顯;鹽分的遷移則比較緩慢，且遷移量比較小，相