无机盐溶液渗流过程中化学作用对粉砂渗透性的影响

以生活源污染质中的主要无机成分在粉砂层渗流过程中土体渗透性变化规律为研究内容。在确定Na Cl、Mg Cl2、Ca Cl2、Na2CO3、Ca CO3为生活源污染质主要无机成分的基础上,通过室内模拟试验装置测试和土体成分测定,得到渗流条件下5种无机盐化学作用下粉砂的渗透系数。结果表明:粉砂的渗透系数随渗流无机盐浓度的升高而降低,碳酸盐类较其他无机盐类对粉砂渗透性的影响更为显著,无机盐渗流和化学作用下粉砂渗透系数在深度上的变化情况表现为深度越大、粉砂的渗透系数越低。且经过不同盐溶液渗流土体后,土体成分发生了不同的改变。     

盐分对遗址土体渗透性及孔径的影响

为了探讨盐分对遗址土体渗透性的影响,通过室内变水头饱和渗透试验,对洗盐后的素土分别以0.2%(质量分数)的梯度加入Na Cl和Na2SO4这2种可溶盐,测试特定盐分含量和类别的含盐土的渗透系数,同时,通过压汞试验测试含盐土体内部空隙结构的变化,从微观上对渗透试验结果进行论证。研究结果表明:随着含盐量的增加,含盐试样的渗透系数逐渐减小,两者符合较好的负指数相关性;随着含盐量增加,含盐试样的孔径分布曲线逐渐向左发生偏移;孔径分布曲线的峰值点随含盐量增加,呈现出以指数形式减小,这一点与渗透试验结果相对应;土体内部的孔隙结构与其渗透性直接相关,盐分的存在会对土体内部的孔隙起到一定程度的堵塞和充填作用,从而影响土体的渗透性。     

无机盐对部分水解聚丙烯酰胺溶液黏度影响的实验与理论研究

采用实验与分子动力学模拟(MD)结合的方法研究无机盐对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液黏度影响的规律及微观机制。结果表明:无机盐对溶液黏度影响较大,其中Ca Cl2和Mg Cl2对溶液降黏作用强于Na Cl,且当Ca Cl2和Mg Cl2浓度相同时Mg Cl2的降黏作用更加明显;当溶液中加入无机盐时,由于盐离子与聚合物中羧酸根基团的静电吸引,使其在聚合物周围形成阳离子层,从而减弱了聚合物分子链上羧酸根基团之间的排斥作用,导致分子链收缩,进而降低溶液的黏度;相比于Na+和Ca2+,Mg2+更易靠近HPAM分子链,对分子链构型及黏度的改变更加明显。     

微生物封堵对砂土渗透性能影响的数值模拟

为研究微生物封堵在地下结构防渗补漏中的作用机理,通过建立二维多物理场耦合模型,考虑土层中微生物生长动力反应、营养液传输以及地下水渗流的相互作用,分析2种不同砂土在不同水流速度下的微生物封堵效果.数值模拟结果表明,微生物封堵能有效降低土体的渗透系数,上部土体的渗透系数在5 d和10 d后分别约降低为原来的80%和40%.同时,水流速度越大,土体的封堵效果越差,而且在高水流速度下,不同砂土的封堵效果区别不大.土体的渗透性能同样对封堵效果影响较大,渗透系数越大越难封堵.     

不同类型降雨条件下含裂隙土质边坡渗流特性分析

裂隙破坏了土体完整性,使得土体的渗流特性差异较大.为研究含裂隙土体在不同类型降雨条件下的渗流特性,利用Geo-slope软件中的Seep/w模块进行了模拟分析,就不同裂隙方位角α,不同的渗透系数比值μ以及不同裂隙深度h在不同类型降雨条件下的体积含水量与孔压变化规律进行了探讨,结果表明:不同裂隙深度土体内部含水量与孔压均存在一个最大影响深度,裂隙深度越大,影响深度越大;土体渗透比越大,土体表层含水量消散速度越快,但土体渗透比大于10后渗流要素差异较小;裂隙角度越小,土体内部含水量与孔压上升越快;不同类型降雨影响了含裂隙土体内部孔压与体积含水量的瞬时数值变化大小,对于孔压以及体积含水量的变化规律影响较小.研究成果为认识裂隙边坡在不同类型降雨条件下的渗流规律提供了相应的参考.     

纤维改性粘土渗透特性试验研究

对用废旧衣服纤维改造后的填土材料（简称纤维改性粘土）进行渗透特性研究,采用变水头渗透试验,得出以下结论：土体试块径向渗透系数大于轴向渗透系数,土体渗透性受土体构造影响;分别掺入化纤、棉质等废旧衣物纤维的土体试块,土体渗透系数均高于素土渗透系数,且化纤纤维对土体渗透性的改善效果优于棉麻类纤维;纤维对粘土渗透性的改善效果随纤维含量的增加,效果减弱,存在最优纤维含量使得改善效果最佳.经纤维改造后,土体渗透性加大,可以用来做对渗透性要求较高的路基填土.     

超深基坑工程渗流耦合理论研究进展

超深基坑工程的渗流耦合分析是岩土工程分析的重点和难点,涉及渗流耦合模型、渗流理论、土体渗透性以及降水对土体强度的影响等多方面的内容.在总结国内外有关基坑工程渗流耦合理论的基础上,对上述四个方面的内容进行分析、探讨.分析表明,超深基坑工程由于开挖深度深、开挖规模大、围护体系复杂,渗流耦合模型不仅要反映复杂的应力路径、土体的非线性特性,还要能反映渗流场与应力场相互耦合作用;在较高水力梯度作用下,超深基坑工程的渗流有可能偏离Darcy定律,由非饱和土-饱和土-不透水层组成的混合土层的渗透系数不再是一个常数,而是应变场的函数;试验表明,超深基坑工程降水对土体强度的影响不能忽略.探讨降水量与土体强度参数之间的定量关系是超深基坑工程渗流耦合分析的又一重要研究方向.超深基坑工程的渗流耦合分析迫切需要在渗流耦合模型、渗流理论、渗透系数动态变化等方面进行改进或创新,以满足工程实际的需要.     

催化剂对高热煤燃烧特性的影响研究

利用碱金属类催化剂对高热煤进行催化燃烧实验,实验使用综合热重分析仪研究了煤粉中添加催化剂后其燃烧特性。实验研究结果表明,煤的燃烧受催化剂种类及担载量的影响,Na Cl、Ca CO3、Ce O2、Fe2O3对煤粉燃烧都有或多或少的催化作用,且催化作用的方向不同。Fe2O3使煤粉燃烧更剧烈;Ca CO3、Ce O2降低煤粉燃烧的放热量,使煤粉燃烧不稳定;Na Cl的加入,对煤粉燃烧燃烧点没有太大的影响,但是出现波峰的峰值较大,提高了煤粉燃烧的放热量,且后期再次出现波峰,增加了煤粉持续燃烧的能力。Na Cl的最佳添加量为10%。     

无机盐对蒙脱石弹性力学参数影响的分子模拟与实验研究

利用分子模拟软件Materials Studio(MS)建立Na-蒙脱石的微观晶体结构模型,研究无机盐抑制蒙脱石的水化机制以及水化造成的蒙脱石弹性力学参数变化。将无机盐化学的影响结果体现在力学强度参数的变化,从而将井壁稳定的化学研究和力学研究耦合在一起。结果表明:Na-蒙脱石晶体的层间距随晶体表面吸附水分子个数呈跳跃式增大,岩石强度逐渐减小;无机盐通过控制蒙脱石层间水分子,实现了对蒙脱石水化的抑制作用,KCl、Ca Cl2和Na Cl的最佳质量分数分别为:15.00%~20.00%、37.48%~43.50%和16.88%~19.16%;KCl和Ca Cl2对提高蒙脱石晶体弹性模量效果最好。     

CaCl_2对NaCl胁迫下酸枣幼苗抗逆生理指标的影响

为了探究Ca Cl2对Na Cl胁迫下酸枣幼苗生理指标的影响。本研究以酸枣水培幼苗为试验材料,研究了Ca Cl2对Na Cl胁迫下酸枣幼苗叶片H2O2、O2-含量,根系活力,地上和地下部分可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、As A、DHA、GSH、GSSG的影响。结果显示:与对照相比,Na Cl胁迫下酸枣幼苗叶片H2O2、O2-大量积累,地上和地下部分可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸升高,As A、DHA增加,根系活力、GSH减小,GSSG先升后降。与Na Cl胁迫相比,营养液中加入Ca Cl25 d时,幼苗叶片H2O2、O2-积累减少较明显,根系活力增加显著且与其它时间组相比增加最大,是Na Cl处理的2.57倍,地上和地下部分可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、GSH含量均显著升高(P0.05)且与其它时间组相比增加最大,分别是Na Cl处理的17.42%、26.24%、16.57%、61.63%、18.02%、22.63%、12.24%、62.24%;与Na Cl胁迫相比,营养液中加入Ca Cl23 d时,地上和地下部分As A、DHA、GSSG含量显著升高(P0.05)且与其它时间组相比变化较大,分别为Na Cl处理的51.79%、26.01%、7.49%、53.96%、17.71%、2.37%。外源Ca Cl2可缓解Na Cl胁迫对酸枣幼苗的伤害,从而增强幼苗对盐胁迫的适应性。     

黄泛区粉砂土静力特性的试验研究

以河南开封地区粉砂土为研究对象,研究其静力特性,进行了固结试验、液塑限试验和直接剪切试验。试验结果表明,粉砂土的压缩系数为0.3 MPa-1,属中等压缩性土。粉砂土液限为15.3%,塑限为10.1%,塑性指数为5.2,属于含砂低液限粉土。粉砂土的内摩擦角为35.3°,黏聚力为7.5 kPa。并选取沙漠地区风积沙,及豫东平原区和南京地区广泛分布的黏性土为代表,与研究中黄泛区粉砂土的静力特性做比较。     

云冈石窟覆盖层特征及其对石窟渗水的影响

 云冈石窟砂岩山体存在一定厚度的第四系覆盖层,能够起到阻滞降水入渗、减缓石窟渗水危害的作用.覆盖层下部砂砾层透水性强,对阻滞石窟渗水作用不大,而上部的粉土层属于低渗透介质,其厚度是决定石窟存在渗水风险与否的关键.人工入渗试验结果表明,当粉土层厚度小于0.7m时,容易导致地表积水快速下渗到砂岩顶部,而其厚度大于1.1m可以有效阻滞水分下渗;地表积水可以在具有薄层粉土的地方快速下渗,然后通过侧向渗流影响石窟渗水;植物根管的存在会显著加快水分下渗的速率,因此,云冈石窟山顶应尽可能少植树以降低石窟渗水风险.     

不同初始条件下土体污染后的物理力学性质变化实验研究

土体的物理力学性质在受污染后会发生改变,同时也受到不同初始条件的影响。通过室内土工试验研究不同含水率、颗粒及矿物组成等初始条件下土体受重金属及汽油污染前后的主要物理力学性质变化规律。结果表明:随着初始含水率的增大,污染前后土体的密度均增大,当初始含水率低于最优含水率时,污染前后粉质黏土的密度变化率更大;当土体初始含水率低于最优含水率时,随着初始含水率的增加,污染粉质黏土的塑限增大而液限减小;高于最优含水率后,塑限减小而液限增大;污染前后粉质黏土的压缩系数及其相对变化率随着含水率的增大均呈增大趋势;粉质黏土的黏聚力污染前随着含水率的增大而减小、污染后则随着含水率的增大总体上呈现先减小后增大的趋势;污染前后内摩擦角均随着含水率增大而降低,低含水率时下降速率较缓,大于最优含水率后下降速率增大。土体颗粒及矿物组成对污染物污染效果也有很大的影响,总体而言,细砂相较粉质黏土在同样初始含水率及污染物作用后物理力学性质更加稳定。     

石油污染对土壤渗透性的影响研究

 选择砂土和壤土2种土壤及柴油和原油2种油品类型,通过室内渗透试验研究了不同污染程度的油污土壤的渗透性能。试验结果表明,柴油污染清洁砂土后,可使砂土渗透系数降低64%左右;原油含量大于2%时,砂土的渗透系数降低了一个数量级;8%含油率的柴油污染壤土的渗透系数比清洁壤土降低了97%左右;壤土中原油含量为8%时,其渗透系数为5×10^-7cm/s左右,比同一干密度（1.57g/cm³）清洁壤土的渗透系数降低了两个数量级,含油量增大,其渗透性能更差。无论对于砂土还是壤土,原油引起的渗透系数的降低比柴油显著,主要是因为原油的粘滞系数大大高于柴油的粘滞系数。     

不同因素对浅表土冻结温度的影响

通过自制的冻结温度试验装置,以南京地区浅表土为研究对象,分析了淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土、粉砂3种不同土质在不同含水率、盐分含量以及不同水质条件下的冻结温度规律。结果表明：在试验的含水率范围内,土体冻结温度随含水率增加呈近似线性升高,随盐分含量增加直线降低,而干密度的变化对土体冻结温度影响不大。     

长期循环荷载下粉细砂的累积变形特性

在分析循环荷载下粉细砂轴向塑性累积变形受初始孔隙比、有效固结压力及动应力比等因素影响规律基础上,考虑动偏应力水平及初始固结压力影响,建立了一种参数具有明确物理意义的计算粉细砂在循环荷载作用下轴向塑性累积变形的显式模型.通过对上海地区粉细砂非等向固结排水循环三轴试验结果进行模拟,得到了相关参数,验证了模型的有效性和合理性.     

SAGD井微压裂储层渗透率变化规律研究

对超稠油SAGD井储层进行微压裂能够快速建立上下水平井连通,提高启动效率。为了掌握微压裂储层渗透率演变规律及评价微压裂效果,通过实验获取了新疆风城不同物性油砂储层的孔渗参数,研究了油砂的孔隙体积、各向异性及温度对渗透率的影响。实验结果表明,无论是原位还是剪切扩容后的状态,风城陆相油砂的绝对渗透率及水的有效渗透率随孔隙度或体应变的变化均遵从Kozeny Carman或Kozeny Poiseuille方程;同时,该油砂绝对渗透率为水平方向大于垂直方向,而水的有效渗透率则为垂直方向大于水平方向。同时,微压裂的注液温度对水的有效渗透率的影响可以忽略。在此基础上从机理出发探讨了微压裂和注蒸汽循环阶段的渗流差异,进一步运用有限元模拟手段,通过案例计算证实了微压裂模拟过程应采用水的有效渗透率。     

包气带对铀尾矿库放射性液态流出物阻隔能力的实验研究

以湖南某铀尾矿库放射性渗滤液为研究对象,将铀酰离子作为特征污染因子,选取其周边有代表性的土层制作两组具有相同含水率的砂柱,研究包气带对铀废液的吸附和阻滞能力及铀酰离子在包气带中的迁移规律.结果表明:1)包气带对铀渗滤液具有较强的阻滞和载蓄作用,可有效延缓其污染地下水的时间;2)包气带对废液的蓄纳过程具有阶段性特征,可分为稳定吸纳和缓慢发育两个阶段,最大吸纳能力为38.20 kg/m~3;3)铀酰离子随着在砂土中迁移深度的增加,浓度逐渐降低.     

基于邓肯-张模型的低液限粉质黏土-砂的强度规律

目前研究中着重研究单一类型土体的力学特性,忽略了对各类型土体共存条件下的相互作用,各类土体间协调性研究仍有较大空白.根据现场实际工程状况以及对低液限粉质黏土-砂地层的研究需要,通过标准三轴实验研究低液限粉质黏土和砂大量共存地层含砂率和含水率因素对该地层强度变化的作用规律以及邓肯-张模型的适用性.试验研究表明:与粉质黏土层相比,低液限粉质黏土-砂层土体强度较小;低液限粉质黏土-砂层中含砂率对土体强度的影响存在明显的分界;低液限粉质黏土-砂地层含水率对土体强度的影响与含砂率和地应力有关;低液限粉质黏土-砂层较好地符合邓肯-张双曲线增量弹性模型.     

土工布对砂质土渗透特性影响规律的试验研究

设计了由马氏瓶和渗透仪组成的常水头渗透试验系统,展开了不设置土工布与设置土工布的对照试验,分别研究了土工布放置位置和层数对土体渗透性能的影响规律;土工布上部荷载对土工布自身渗透系数的影响．试验结果表明:土工布可以有效减小土体的渗透系数,增大其临界渗透破坏水头高度,从而提升土体的渗透稳定性．但土工布上部荷载的增加,会导致土工布自身渗透系数的变大．通过对试验数据的处理,发现渗透系数随着土工布位置的增高与土工布层数的增多而减小,临界渗透破坏水头高度随着土工布层数的增多而增大;在设置单层土工布的情况下,土工布放置于土体中间位置处时,临界渗透破坏水头高度达到最大,土体的渗流稳定性最好．使用本文所推导的公式,可以较好地计算土体内土工布设置的埋深与土体渗透系数的对应关系．