离心机非连续转机对阻隔墙内污染物运移影响的数值模拟研究

土-膨润土竖向阻隔墙广泛应用于场地管控和修复工程。正确评估阻隔墙的服役寿命,成为阻隔墙设计的关键。使用现场试验评估阻隔墙的长期服役性能往往需要数十年,而使用超重力模型试验能够将试验周期大大缩短。在高离心加速度下,土工离心机无法长时间工作,为解决该问题本文提出采用非连续转机的方法来模拟污染物长时间的运移。在非连续转机情况下,污染物的运移发生了变化,为正确评估阻隔墙的服役寿命,建立了一个数值模型来模拟污染物在离心加速度周期性变化下的运移行为。研究结果表明:①采用有效转机时长作为非连续转机情况下污染物运移的时间,则阻隔墙的服役寿命将低于连续转机。②离心机停机时,阻隔墙内污染物运移速度降低有限,污染物运移以扩散为主。③阻隔墙的服役寿命随离心机转机间隔的增大而减少。

盐溶液侵蚀下砂-膨润土混合土化学固结行为研究

环境溶液中含盐量的增加可造成细粒土含量较高的土体不可忽略的沉降变形。本文采用砂-膨润土混合土作为试验材料,CaCl2作为试验溶液,发现随着孔隙液浓度从0 mM增加至1000 mM,土样渗透系数上升逾10倍,体积压缩系数下降65%~71%。通过高浓度溶液渗透对土样进行化学固结,由此造成的土样体积应变最高达20%。提出了化学体积压缩系数的概念,并将其引入考虑了化学-力学耦合作用的固结方程中,根据模拟结果对高盐溶液侵蚀下砂-膨润土的固结行为进行了机理分析:当污染物向土样内部迁移,土样出现体积收缩趋势,超静孔压逐渐增大,而后超静孔压随着排水固结消散,土样发生压缩变形。