岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (10): 3039-3048.doi: 10.16285/j.rsm.2023.0712
侯娟1, 2, 3,张金榜1,孙银玉1,孙瑞1,刘飞禹1
HOU Juan1, 2, 3, ZHANG Jin-bang1, SUN Yin-yu1, SUN Rui1, LIU Fei-yu1
摘要: 膨润土复合衬垫(geosynthetic clay liners,GCL)的防渗性能与膨润土颗粒水化后的多孔介质特性密切相关。通过建立去离子水环境下颗粒尺度GCL渗流的COMSOL数值计算模型,量化研究了颗粒膨胀对GCL有效孔隙率、迂曲度以及渗透系数的影响。研究结果表明,介观尺度膨润土颗粒的膨胀是影响GCL整体有效孔隙率、迂曲度及最终渗透系数的关键因素。膨润土颗粒膨胀会明显影响流径数量及流径通道宽度。当GCL的渗透系数接近10−11 m/s量级时,存在一条明显的主流径,初始孔隙率从0.5上升至0.6时,颗粒膨胀后的有效孔隙率从0.07上升至0.11,最小流径通道的宽度约为0.001 mm,大约为水分子的2 500倍。随着膨润土颗粒的膨胀,GCL内主流径迂曲度逐渐增加。当初始细颗粒直径为0.1 mm,初始孔隙率从0.5增加至0.6时,GCL内主流径迂曲度在1.2~1.4之间,但所有初始孔隙率下的主流径迂曲度变化范围在0.07左右。同时,渗透系数接近10−11 m/s量级时,膨润土颗粒膨胀对GCL渗透系数的影响非常显著,当孔隙膨胀率大于0.96后,孔隙膨胀率增加了0.01,GCL的渗透系数会迅速下降一个数量级。
中图分类号:
[1] | 李品良, 许强, 刘佳良, 何攀, 纪续, 陈婉琳, 彭大雷, . 盐分影响重塑黄土渗透性的微观机制试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 504-512. |
[2] | 吴广水, 田慧会, 郝丰富, 王书齐, 杨文洲, 祝婷梅, . 基于核磁共振T2时间分布快速预测不同干密度土体的渗透系数[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 513-520. |
[3] | 蔚立元, 杨瀚清, 王晓琳, 刘日成, 王蓥森. 循环剪切作用下三维粗糙裂隙非线性渗流特性数值模拟研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2757-2766. |
[4] | 张宇, 何想, 路桦铭, 马国梁, 刘汉龙, 肖杨, . 微生物-膨润土联合矿化防渗模型试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2337-2349. |
[5] | 文少杰, 郑文杰, 胡文乐, . 铅污染对黄土宏观持水性能和微观结构演化的影响研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 451-460. |
[6] | 刘宜昭, 陆阳, 刘松玉, . 重金属作用下改性水泥系隔离墙化学相容性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 497-506. |
[7] | 贺桂成, 唐孟媛, 李咏梅, 李春光, 张志军, 伍玲玲. 改性黄麻纤维联合微生物胶结铀尾砂的抗渗性能试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(12): 3459-3470. |
[8] | 郑思维, 胡明鉴, 霍玉龙, 黎宇, . 盐溶液环境下钙质砂渗透性影响因素分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(12): 3522-3530. |
[9] | 潘振辉, 肖涛, 李萍, . 压实度与制样含水率对压实黄土微结 构及水力特性的影响[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 357-366. |
[10] | 贺桂成, 谢元辉, 李咏梅, 李春光, 唐孟媛, 张志军, 伍玲玲. 微生物胶结砂岩型铀矿砂的抗渗性能试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(9): 2504-2514. |
[11] | 张小燕, 张益, 张晋勋, 魏凯园, 王宁, . 含橡胶纤维钙质砂的渗透和固结特性试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(8): 2115-2122. |
[12] | 王海曼, 倪万魁. 不同干密度压实黄土的饱和/非饱和渗透 系数预测模型[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 729-736. |
[13] | 周实际, 杜延军, 倪浩, 孙慧洋, 李江山, 杨玉玲, . 压实度对铁盐稳定化砷、锑污染土特性 的影响及机制研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(2): 432-442. |
[14] | 蒋小虎, 黄跃廷, 胡海军, 陈铄, 陈锐, 王崇华, 汪慧, 康顺祥, . 基于原位双环、试坑浸水试验和数值模拟反演的Q3黄土饱和渗透系数对比研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(11): 2941-2951. |
[15] | 刘阿强, 李旭, 刘艳, 张志远. 全吸力范围内渗透系数快速测定方法研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(11): 3209-3219. |
|