【摘要】：在我國城市化發(fā)展進(jìn)程中,有機(jī)污染物已成為工業(yè)場(chǎng)地主要污染源之一。土體污染后工程性質(zhì)會(huì)發(fā)生顯著改變,如何快速準(zhǔn)確地對(duì)有機(jī)物污染場(chǎng)地進(jìn)行評(píng)價(jià)和分類是環(huán)境巖土工程迫切需要解決的課題。電阻率和熱阻率是土體的基本物理性質(zhì),在土體污染前后有明顯差異。本文系統(tǒng)研究了有機(jī)物污染土體的電阻率、熱阻率特征及其變化規(guī)律,并基于層次分析法建立了有機(jī)物污染場(chǎng)地分類評(píng)價(jià)體系,旨在為有機(jī)物污染場(chǎng)地的評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。論文以國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(No.41330641)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.41202203)為依托,以南京地區(qū)典型長江漫灘相粉質(zhì)黏土和下蜀黏土為研究對(duì)象,以0#柴油、煤油、4.5%氯氰菊酯乳油為典型有機(jī)污染物,采用室內(nèi)試驗(yàn)、模型試驗(yàn)、理論分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方法,對(duì)有機(jī)物污染土體的物理力學(xué)特性和電學(xué)熱學(xué)特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究,建立了有機(jī)物污染對(duì)場(chǎng)地工程特性影響的評(píng)價(jià)體系。主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)系統(tǒng)總結(jié)了有機(jī)物污染土的工程特性和評(píng)價(jià)方法的研究進(jìn)展,對(duì)有機(jī)物污染土的物理力學(xué)特性、電學(xué)特性、熱學(xué)特性、工程性質(zhì)評(píng)價(jià)方法等方面的研究進(jìn)行了分析,指出其需要解決的問題。(2)深入研究了有機(jī)物污染土的物理力學(xué)特性和微觀結(jié)構(gòu)變化規(guī)律。通過室內(nèi)試驗(yàn),研究了污染物含量對(duì)有機(jī)物污染土物理力學(xué)特性指標(biāo)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,油類污染土的液限、塑限和塑性指數(shù)均隨含油率的增加而減小;農(nóng)藥污染土的液限、塑限和塑性指數(shù)則隨農(nóng)藥含量的增加而增大;有機(jī)物污染土體的直剪強(qiáng)度隨含水率的增加而減小,粘聚力和內(nèi)摩擦角均隨著污染物含量的增加而減小;有機(jī)污染物改變了土顆粒的微觀結(jié)構(gòu),土顆粒受有機(jī)物污染后,團(tuán)聚現(xiàn)象明顯;有機(jī)物污染對(duì)土體礦物成分無影響。(3)采用溫納(Wenner)四電極法對(duì)有機(jī)物污染土的電阻率進(jìn)行測(cè)試,分析了含水率、污染物含量、飽和度、孔隙率等因素對(duì)土體電阻率的影響。對(duì)于油污染土,引入“體積含液率”和“油水飽和度”兩個(gè)指標(biāo),分析了油水二相體對(duì)土體電阻率的影響。以未污染土體電阻率為基數(shù)對(duì)污染土的電阻率歸一化,定義了“電學(xué)污染系數(shù)PΩ”和“體積含液比θ",建立了油污染土的四相電阻率計(jì)算模型。研究結(jié)果表明,飽和度相同時(shí),油污染土電阻率隨體積含液率的增加而線性增大;體積含液率相同時(shí),電阻率隨油水飽和度的增加呈冪函數(shù)關(guān)系降低。其它條件相同時(shí),農(nóng)藥污染土電阻率隨污染物含量增加呈冪函數(shù)關(guān)系增大,隨含水率、飽和度的增加而指數(shù)關(guān)系減小。污染土電阻率的變化幅度與土體污染程度具非線性相關(guān)性,電阻率可作為土體污染程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。(4)采用非穩(wěn)態(tài)熱探針測(cè)試技術(shù)對(duì)土體污染前后的熱阻率進(jìn)行測(cè)試,研究了含水率、污染物含量、飽和度、干密度等因素對(duì)污染土體熱阻率的影響規(guī)律,分析了體積含液率、油水飽和度與土體熱阻率之間的相關(guān)關(guān)系。以未污染土的熱阻率為基數(shù),對(duì)污染土熱阻率進(jìn)行歸一化處理,提出了以“熱學(xué)污染系數(shù)PK”為參數(shù)的油污染土的熱阻率計(jì)算公式。試驗(yàn)結(jié)果表明,含油率相同時(shí),試樣熱阻率隨含水率、水飽和度的增加而呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系減小;含水率相同時(shí),熱阻率隨含油率的增大而線性增加,隨干密度的增大而非線性關(guān)系減小;飽和度相同時(shí),油污染土的熱阻率隨體積含液率的增加而線性增大。體積含液率相同時(shí),熱阻率隨著油水飽和度的增加呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系降低。另外,土體的熱阻率和電阻率與飽和度之間在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上存在線性相關(guān)關(guān)系。(5)設(shè)計(jì)并開展了不同含水率、不同含油率的柴油污染土的電阻率孔壓靜力觸探(電阻率CPTu)模型試驗(yàn),測(cè)試了不同狀態(tài)下土體的錐尖阻力、側(cè)壁摩阻力和電阻率,同時(shí),采用兩電極法測(cè)量了貫入過程中土體的電阻率。測(cè)試結(jié)果表明,電阻率CPTu與室內(nèi)Wenner四電極法所測(cè)電阻率基本相同,兩電極法所測(cè)電阻率值比電阻率CPTu所測(cè)電阻率值大。含油率相同時(shí),電阻率隨含水率的增加而減小;含水率相同時(shí),電阻率隨含油率的增加而增大。錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力隨含水率、含油率的增加而減小�？赏ㄟ^電阻率、錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力的變化幅度估算油污染土的污染程度。(6)通過某復(fù)合污染場(chǎng)地的電阻率CPTu測(cè)試,取得了錐尖阻力、側(cè)壁摩阻力、電阻率等參數(shù),并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所取土、水樣分別進(jìn)行了 X射線熒光光譜分析(XRF)、揮發(fā)性氣體及常規(guī)參數(shù)分析。結(jié)果表明不同種類污染物對(duì)土體電阻率、錐尖阻力、側(cè)壁摩阻力及土體顆分、pH等影響不同,受污染物影響較明顯的深度在4 m左右。(7)以土性變化參數(shù)、土體物理力學(xué)參數(shù)和場(chǎng)地污染成分參數(shù)三者為準(zhǔn)則層,以污染物種類、污染物含量、用地類型、土體電阻率、熱阻率等參數(shù)為指標(biāo)層,采用層次分析法構(gòu)建了有機(jī)物污染場(chǎng)地污染狀態(tài)的評(píng)價(jià)體系。提出了場(chǎng)地污染指數(shù)SQ,通過計(jì)算賦予指標(biāo)層各指標(biāo)相應(yīng)權(quán)重,根據(jù)各指標(biāo)不同賦予其[0,100]中的分值,加權(quán)計(jì)算出場(chǎng)地污染指數(shù)SQ,根據(jù)SQ對(duì)有機(jī)物污染場(chǎng)地的污染狀態(tài)進(jìn)行了分類。室內(nèi)外污染土應(yīng)用分析表明,評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際污染情況相符,所建立的評(píng)價(jià)體系具有推廣應(yīng)用前景。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X131.3;TU411

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 劉松玉;;污染場(chǎng)地測(cè)試評(píng)價(jià)與處理技術(shù)[J];巖土工程學(xué)報(bào);2018年01期

，

本文編號(hào)：2475598