黏土垫层水力-力学-化学耦合模型研究

摘要：

在城市固废堆场建造运维、污染场地土壤、地下水围封阻隔等环境岩土、污染防治领域中，均会涉及到土体力学行为、孔隙水流动以及污染物运移之间的耦合作用问题。将土体的固结变形分为由力学荷载引起的力学固结变形及由化学荷载引起的化学–渗透固结变形，引入广义达西定律，并考虑土体物理特性和输运性质的动态变化，通过理论推导建立了适用于堆场黏土防渗垫层的水力–力学–化学耦合模型，模型最大的特点是实现了土体固结变形、孔隙流体流动与污染物运移过程之间的全耦合，各模型参数均能够体现耦合效应的影响。采用多场耦合有限元分析软件COMSOL Multiphysics对所建模型进行数值验证和求解，模拟结果表明：所建模型可从机理上描述水力–力学–化学全耦合过程，模拟结果与Peters和Smith模拟结果吻合较好，能够正确揭示超孔隙水压力、污染物浓度时空分布及土体固结变形的演化规律。

关键词：水力-力学-化学耦合模型、力学固结、化学-渗透固结、污染物、运移

所属期刊栏目：38

分类号：TU431(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金面上项目51378035

在线出版日期：2016-07-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1283-1290