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非饱和土中热—水力—力学—传质耦合过程模拟及土壤环境工程中的应用

近年来,工程土障在很多国家成为处置市政废料和工业垃圾的重要设施。通常工程土障系统处于热—水力—力学—传质等多物理化学过程的耦合作用中。温度能导致土障材料的力学—水力性质变化,同时也将引起土障结构中应力应变状态的变化。如果土体应力超过其屈服应力,则土障将出现不可恢复的塑性应变,甚至导致破坏。污染物不但可能通过化学反应产生热量,且其生成的污染物淋滤液将直接腐蚀土障材料。因此,对整个垃圾填埋场进行全耦合过程的物理化学行为和长期有效性分析十分重要。本论文以岩土环境工程中工程土障防止固体废弃物对周边土壤环境和地下水资源污染的长期有效性为研究目标,研究工程土障的耦合问题数值分析中提出的科学和计算方法问题。土壤作为在细观上由固、液两相(饱和土)或固、液、气三相(非饱和土)组成的多孔多相介质具有非均匀的结构。一个基本和重要的模型化假定是多孔多相介质在宏观上的均匀化连续介质模型。在此模型中假定每个相均同时充满了饱和土或非饱和土的全域。即在介质的每  (本文共216页) 本文目录 | 阅读全文>>

《纯碱工业》2007年02期
纯碱工业

碱渣制工程土研究与试验

为实现纯碱企业可持续发展,大力发展循环经济,变废为宝,我们进行了利用碱渣、粉煤灰、化灰废石按一定比例混合制作工程土的研究。首先将制作好的碱渣工程土试样进行实验室内试验。试验分物理、力学指标测试两部分,实验数据如下。1碱渣工程土的物理指标1.1含水量由于碱渣自身的亲水性较好,空隙比很大,在与一定比例的粉煤灰和化灰废石拌和后,虽然可以从碱渣中吸收部分水分,但碱渣土整体上仍然有较高的含水量,获得的平均含水量为61.35%。经自然晾晒11天后,平均含水量降至49.64%。1.2密度用比重瓶法测定的碱渣土密度为2.35左右。1.3易溶盐含量测定的易溶盐含量为13%左右。易溶盐组分及含量见表1。表1易溶盐组分及含量阳离子Ca2+Mg2+Na+K+总量含量,mg/L 8 538.09 95.66 516.01 92.5 9 242.26阴离子HCO3-CO3-SO42-Cl-总量含量,mg/L 0 79.84 18.77 6921.25 70...  (本文共2页) 阅读全文>>

《岩土工程学报》2003年02期
岩土工程学报

热-水力-力学-传质耦合过程模型及工程土障数值模拟

0 前  言①近年来 ,对工业、市政和家庭等固体废弃物的处理和防护问题已得到了国内外广泛重视。由于工程土障具有造价低廉、简单实用、维护费用低等优点 ,现今已成为填埋固体废弃物的重要装置。整个土障体系由填埋的废弃物、工程土障和土障外围的自然黏土组成。工程土障包括底部、侧壁和封盖三部分 ;夯实的黏土是其主要组成材料。近年来 ,含有纤维填充物的黏土作为一种新兴的土障材料在欧美等国家已经得到了广泛的应用。由于工程土障的主要作用是防止废弃物中的有害物质向土障周边自然环境的渗透 ,所以低渗透性是工程土障材料所必备的基本特性。同时 ,由于废弃物中某些物质会发生化学反应释放热量 ,导致工程土障温度的升高 ,因此耐热性也是对土障材料特性的一个基本要求。实验结果表明 ,温度变化会导致土壤水力 -力学特性的变化。工程土障在热和机械荷载作用下可能产生塑性应变 ,甚至开裂 ,所以对工程土障材料的高强度要求也是工程土障必须考虑的一个基本要素。一般来说非饱和...  (本文共5页) 阅读全文>>

《港工技术》2002年04期
港工技术

碱渣制工程土的应用研究

1 引言碱渣是氨碱法生产纯碱时产生的工业废料。多年以来 ,天津碱厂丢弃的碱渣占用了大片土地 ,它不仅严重阻碍了城市建设的发展而且构成严重的固体污染。为了治理碱渣 ,探索用碱渣进行填垫的可能性 ,相继提出了用不同材料 ,按不同配比拌和碱渣的制碱渣土方案。并通过室内试验手段 ,检测了碱渣与其它材料的混合物 (以下简称碱渣土 )的工程性质指标 ,主要是物理、力学指标及地基承载力。在室内试验取得的成果的基础上 ,利用碱渣土进行了现场碱渣处理试验 ,并对处理的效果进行了现场测试。2 化学成分分析碱渣的化学成分含量检测结果如表 1所示 :表 1 碱渣 (干基 )的化学成分含量 (%)成分 Ca CO3 Ca SO4Ca Cl2 Ca O Na Cl Al2 O3 Fe2 O3 Si O2 Mg(OH) 2 H2 O含量 45.6 3.91 0 .5 1 0 .3 2 .73.0 0 .77.89.0 6.3  由表中结果可知 ,碱渣的主要化...  (本文共3页) 阅读全文>>

《大连理工大学学报》2002年03期
大连理工大学学报

工程土障粘土水力-力学参数识别及工程校核

引 言为保护固体废物场周围环境和地下水免受由废物堆中渗出的淋滤液的污染 ,土壤环境工程中通常采取的措施是在废物场周围利用特殊粘土作为结构土构筑工程土障 ,以把废物堆与周围土域隔离开 .用以制作工程土障的粘土受到地下水渗流、废物堆自重荷载、温度和污染物淋滤液等环境因素的作用 .在这些环境因素下 ,粘土能否始终保持它的低渗透性、高强度、高塑性和不易开裂性 ,对于保证工程土障的长期正常工作至关重要 .此外 ,在工作环境下的工程土障粘土通常处于非饱和状态 .为恰当设计工程土障 ,应对模拟土障粘土的水力 -力学性质的非饱和土本构模型参数进行识别和验证 .Fo Ca粘土是西班牙巴塞罗那附近的一种地下土 .该粘土区别于其他类型粘土的显著特点是其孔隙水的渗透性随着吸力的降低 (饱和度的增加 )而降低 .Fo Ca粘土已被普遍认为是制作工程土障的一种性能良好的结构土 .本文基于实验结果识别 Fo Ca粘土的水力和力学参数 ,并用特定的标准考题 (...  (本文共7页) 阅读全文>>

《岩土工程学报》2007年08期
岩土工程学报

碱渣土工试验方法及其工程土特性研究

0引言碱渣是氨碱法生产纯碱过程中蒸馏工序上排出的蒸馏废液及盐水精制工序上洗涤桶排出的盐泥废液经窑气炭化中和后产生的白色沉淀物,经过管道运送至贮渣场。碱渣也具有三相体系,固相物质(多种矿物成分)构成了碱渣的骨架,其间孔隙由液相和气相充填,孔隙相互连通,形成多孔介质,因而可借用土的指标对其性质进行描述。同时碱渣又有其固有的特点,其矿物成分不仅有含水倍半氧化物这种次生矿物,而且包含各种水溶盐,其中:含水倍半氧化物使得颗粒极细,亲水性强;水溶盐中的易溶盐和难溶盐的存在直接影响孔隙水中离子的浓度和类型,也就影响碱渣的物理力学性质,这些说明不能照搬土工试验方法,而要进行比较与探索,寻求合理可靠的试验方法。1碱渣的物理性质1.1碱渣的烘干温度、烘干时间与含水率碱渣为一种碱性材料,主要成分为CaCO3,其主要化学成分:CaCO3为34.33%,MgCO3为30.0%,SiO2为10.0%,CaSCl4·2H2O为6.72%,Al(OH)3为4....  (本文共4页) 阅读全文>>