三氯乙酸在黄土中的渗透机理研究

【目的】研究三氯乙酸(TCA)与黄土化学作用对其渗透性能的影响机理,为防止TCA渗流对地下水的污染提供参考。【方法】以杨凌黄土为研究对象,采用压汞试验,测定不同质量分数TCA溶液(0%(纯水),2%和8%)污染黄土孔隙分布密度、孔隙率和平均孔径的变化;采用土柱渗透试验,测定不同质量分数TCA溶液对黄土渗透特性和水分运移的影响;通过浑浊度试验、X射线衍射试验和扫描电镜观察,从上覆溶液的浊度演化、黄土胶结的腐蚀程度和表层颗粒的结构形态等角度对TCA在黄土中的渗透规律进行分析。【结果】当TCA质量分数由0%增加到8%时,TCA污染土中孔径0.1~1.0μm孔隙的分布密度减小,孔隙率由25.2%上升至40.4%,平均孔径由0.28μm升至0.34μm,TCA对黄土同时表现出团聚性和腐蚀性。2%TCA溶液有利于黄土表层颗粒团聚,间接扩大渗流路径,使上覆溶液可以快速入渗,其在土柱中的渗流耗时是纯水的70%,有效增大了黄土的渗透性。8%TCA溶液破坏了黄土的胶结结构,使黄土表层的团聚颗粒分散为悬浮颗粒,悬浮颗粒的沉降和浊流入渗堵塞了渗流路径,从而在土壤表层形成了1~3 cm厚的不透水层,土颗粒之间生成的针状和片状氯化物结晶进一步堵塞孔隙并降低了溶液的入渗速率,其在土柱中的渗流耗时是纯水的3.6倍,明显降低了黄土渗透性。【结论】质量分数2%和8%TCA溶液对黄土渗透性影响不同,TCA污染的预防和治理需考虑TCA团聚、腐蚀行为对黄土渗透性的影响。

木钙+玄武岩纤维对黄土边坡力学性能及抗蚀性的影响

木钙与玄武岩纤维均可作为土壤改良剂,玄武岩纤维可有效提高土体黏聚力和抗剪强度,木钙可有效提高土体的水稳性和持水性,为探讨二者复合使用的效果,通过土工试验和人工降雨冲刷试验,研究了在黄土中单独掺加木钙、玄武岩纤维及二者复合掺加对黄土边坡力学性能及抗蚀性的影响。结果表明:玄武岩纤维和木钙复合使用可显著改善黄土的力学指标,木钙掺量为1.5%+玄武岩纤维掺量为0.4%是二者复合使用的最优配比,按此配比改良的黄土的黏聚力、内摩擦角与单掺1.5%木钙相比分别增大67.2%、17.8%,与单掺0.4%玄武岩纤维相比分别增大14.4%、9.8%,且崩解速率较素土显著降低;改良黄土边坡抗渗能力显著提高、渗透系数减小、雨水入渗减缓、抗蚀性显著增强,在雨强为50 mm/h、降雨时长3 h的情况下累计冲刷量比素土边坡累计冲刷量减少99.8%。