非饱和土中氯离子扩散规律的试验研究

作     者：季永新 张文杰 JI Yong-xin;ZHANG Wen-jie

作者机构：中国建筑第四工程局有限公司工程技术研究院(技术中心)广东广州510665 上海大学力学与工程科学学院上海200072 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2021年第43卷第9期

页      面：1755-1760页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41772300) 中建四局科技项目(CSCEC4B-2020-KT-06)。 

主　　题：非饱和土 污染物迁移 有效扩散系数 对流-扩散试验 

摘      要：土中污染物迁移涉及对流和扩散,低流速情况下扩散起主导作用,当前对非饱和土中渗流的研究较为成熟,但对非饱和土中污染物扩散规律的认识还不够深入,其中饱和度控制是非饱和扩散系数测试的技术瓶颈。自制非饱和对流-扩散试验装置,控制入渗过程中土的含水率恒定,以氯离子为示踪剂进行对流-扩散土柱试验,通过切片法测得氯离子浓度剖面,使用非饱和对流-扩散解析解拟合得到氯离子水动力弥散系数,进而求得非饱和有效扩散系数,通过不同含水率下的试验得出有效扩散系数随含水率的变化规律;依据3层土渗流模型计算得到非饱和渗透系数随含水率的变化规律。试验结果表明,试验过程中渗透吸力对含水率的影响可以忽略,本文试验装置含水率控制精确可靠,测得0~100 kPa基质吸力下土中氯离子的有效扩散系数在1.59×10^(-6)~5.22×10^(-6) cm^(2)/s之间,氯离子的非饱和有效扩散系数随无量纲含水率的减小而线性减小;溶质迁移的弥散度随含水率减小而增大;对数的非饱和渗透系数随含水率线性减小。