【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展及工業(yè)化進(jìn)程不斷加快,土體及地下水受到污染,產(chǎn)生大量的污染場(chǎng)地。防污屏障作為地下污染防控措施之一,其服役性能成為關(guān)注的重點(diǎn)。對(duì)黏性土防污屏障而言,吸附特性研究是其服役性能評(píng)估的基礎(chǔ)。現(xiàn)有基于Batch試驗(yàn)和土柱試驗(yàn)獲得的吸附參數(shù)難以全面反映實(shí)際復(fù)雜工況下黏性土的非線性吸附行為。因此,黏性土防污屏障吸附特性及其對(duì)防污屏障擊穿時(shí)間影響的研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文在前人研究的基礎(chǔ)上總結(jié)了污染物在防污屏障中的遷移機(jī)理及分析方法。以高嶺土為研究對(duì)象,重金屬Pb2+離子為目標(biāo)污染物,提出了采用短土柱測(cè)定黏性土等溫吸附曲線的試驗(yàn)方法,并通過(guò)誤差分析及質(zhì)量守恒分析評(píng)價(jià)了其可靠性。研究了污染源濃度、水頭及土水比對(duì)等溫吸附曲線及分配系數(shù)Kd的影響。針對(duì)不同污染源濃度范圍提出了分段求參方法,并利用Geo-studio軟件建模分析了吸附曲線及參數(shù)、污染源濃度、水頭及擊穿標(biāo)準(zhǔn)對(duì)擊穿時(shí)間影響。總結(jié)國(guó)內(nèi)外污染場(chǎng)地勘察工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn),研究了污染場(chǎng)地鉆進(jìn)取樣技術(shù)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查和室內(nèi)測(cè)試分析了滲濾液在黃土襯墊中的遷移。提出了防污襯墊服役性能評(píng)價(jià)方法的改進(jìn)建議。上述研究得到的結(jié)論如下:(1)短土柱試驗(yàn)方法是在一批2cm高土柱上利用馬氏瓶施加數(shù)米高常水頭和不同濃度污染物溶液,測(cè)定目標(biāo)污染物的出流曲線,直到出流穩(wěn)定后對(duì)土樣切片,測(cè)定土樣中污染物的分配系數(shù),直接獲得短土柱等溫吸附曲線。試驗(yàn)過(guò)程中污染物質(zhì)量守恒分析結(jié)果與取樣切片消解測(cè)試結(jié)果的相對(duì)準(zhǔn)差低于8.96%,說(shuō)明短土柱試驗(yàn)方法可靠。(2)短土柱試驗(yàn)獲得的等溫吸附曲線及分配系數(shù)Kd呈現(xiàn)出非線性,Kd值隨濃度增加而減小,可采用langmuir吸附模式擬合。其吸附量及分配系數(shù)Kd值小于Batch試驗(yàn)的吸附量及Kd值。水頭對(duì)等溫吸附曲線及分配系數(shù)Kd的影響不明顯。(3)污染源濃度達(dá)到400mg/1以上時(shí),短土柱等溫吸附曲線預(yù)測(cè)的出流與實(shí)測(cè)值吻合較好;污染源濃度在200mg/1以下時(shí),則存在顯著差異,且濃度越低,差異越明顯,可通過(guò)短土柱出流曲線反分析獲得線性吸附參數(shù)。(4)基于短土柱試驗(yàn)吸附參數(shù)求解的2m厚壓實(shí)黏土襯墊擊穿時(shí)間比Batch試驗(yàn)短,說(shuō)明Batch試驗(yàn)高估了土體的吸附作用,應(yīng)采用短土柱試驗(yàn)吸附參數(shù)對(duì)擊穿時(shí)間進(jìn)行分析。污染源濃度為50mg/1、400mg/1、1000mg/1,壓實(shí)黏土襯墊的擊穿時(shí)間分別為600、150、92年,說(shuō)明隨著濃度的增加擊穿時(shí)間顯著減少。在工程應(yīng)用中可以通過(guò)在壓實(shí)黏土襯墊表層添加高滲透性、強(qiáng)吸附性填料及降低污染源濃度來(lái)延長(zhǎng)擊穿時(shí)間。隨著水頭的增大,壓實(shí)黏土襯墊的擊穿時(shí)間減小。擊穿標(biāo)準(zhǔn)不同,擊穿時(shí)間也不一樣。(5)鉆進(jìn)取樣質(zhì)量要求取決于土樣測(cè)試項(xiàng)目及所含污染物種類(lèi);本文梳理了用于不同類(lèi)型污染場(chǎng)地的鉆進(jìn)取樣方法(見(jiàn)表6.3)。(6)黃土防污襯墊對(duì)COD吸附阻滯作用較強(qiáng)。在該場(chǎng)地高水頭條件下,彌散度和阻滯因子影響不可忽略,50年后C1離子遷移深度為15m,COD為5m。
【圖文】：

采用土－膨潤(rùn)土及水泥膨潤(rùn)土等常用材料回填入溝槽，經(jīng)固結(jié)形成滲透逡逑性低的防滲墻（Ａｐｐｏｌｏｎｉａ，１９８０；邋ＭｃＫｎｉｇｈｔ邋ｅｔ邋ａｌ，２００１；邋Ｒｙａｎ邋ｅｔ邋ａｌ，２００３）。實(shí)際工程逡逑中，通常采用抽水井降水以及豎向防污屏障結(jié)合的治理方式（圖１．１）。逡逑W逡逑圖１．１抽水井與防污屏障結(jié)合治理方式（Ｓｐｏｏｎｅｒｅｔａｌ，１９８４）逡逑水平防污屏障通常應(yīng)用于填埋場(chǎng)底部，又稱(chēng)防污襯墊，其基本結(jié)構(gòu)形式如圖逡逑１．２所示。其中滲濾液導(dǎo)排層的作用是收集和排出滲濾液，控制填埋場(chǎng)滲濾液水逡逑頭；防滲層的作用是防止未及時(shí)排走的滲濾液發(fā)生滲漏。水平防滲材料包括土工逡逑膜（Ｇｅｏｍｅｍｂｒａｎｅ，簡(jiǎn)稱(chēng)邋ＧＭ），土工聚合黏土襯塾（Ｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ邋Ｃｌａｙ邋Ｌｉｎｅｒ，筒逡逑稱(chēng)ＧＣＬ），壓實(shí)黏土襯呡（Ｃｏｍｐａｃｔｅｄ邋Ｃｌａｙ邋Ｌｉｎｅｒ，筒稱(chēng)ＣＣＬ），以及天然土壤保逡逑護(hù)層（Ａｔｔｅｎｔｕｎａｔｉｏｎ邋ｌｉｎｅｒ，簡(jiǎn)稱(chēng)ＡＬ）。根據(jù)防滲層材料的不同，其襯呡結(jié)構(gòu)形式逡逑也不同（見(jiàn)圖１．３）。本文主要研究圖１．３－ａ結(jié)構(gòu)中壓實(shí)黏土襯墊的特性。逡逑４逡逑

采用土－膨潤(rùn)土及水泥膨潤(rùn)土等常用材料回填入溝槽，經(jīng)固結(jié)形成滲透逡逑性低的防滲墻（Ａｐｐｏｌｏｎｉａ，，１９８０；邋ＭｃＫｎｉｇｈｔ邋ｅｔ邋ａｌ，２００１；邋Ｒｙａｎ邋ｅｔ邋ａｌ，２００３）。實(shí)際工程逡逑中，通常采用抽水井降水以及豎向防污屏障結(jié)合的治理方式（圖１．１）。逡逑W逡逑圖１．１抽水井與防污屏障結(jié)合治理方式（Ｓｐｏｏｎｅｒｅｔａｌ，１９８４）逡逑水平防污屏障通常應(yīng)用于填埋場(chǎng)底部，又稱(chēng)防污襯墊，其基本結(jié)構(gòu)形式如圖逡逑１．２所示。其中滲濾液導(dǎo)排層的作用是收集和排出滲濾液，控制填埋場(chǎng)滲濾液水逡逑頭；防滲層的作用是防止未及時(shí)排走的滲濾液發(fā)生滲漏。水平防滲材料包括土工逡逑膜（Ｇｅｏｍｅｍｂｒａｎｅ，簡(jiǎn)稱(chēng)邋ＧＭ），土工聚合黏土襯塾（Ｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ邋Ｃｌａｙ邋Ｌｉｎｅｒ，筒逡逑稱(chēng)ＧＣＬ），壓實(shí)黏土襯呡（Ｃｏｍｐａｃｔｅｄ邋Ｃｌａｙ邋Ｌｉｎｅｒ，筒稱(chēng)ＣＣＬ），以及天然土壤保逡逑護(hù)層（Ａｔｔｅｎｔｕｎａｔｉｏｎ邋ｌｉｎｅｒ，簡(jiǎn)稱(chēng)ＡＬ）。根據(jù)防滲層材料的不同，其襯呡結(jié)構(gòu)形式逡逑也不同（見(jiàn)圖１．３）。本文主要研究圖１．３－ａ結(jié)構(gòu)中壓實(shí)黏土襯墊的特性。逡逑４逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：X505

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2556852