岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (3): 736-746.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0339

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

无机盐溶液作用下砂−膨润土竖向隔离屏障 材料化学相容性试验研究

范日东1, 2，杜延军1, 2，刘松玉1, 2，杨玉玲1, 2   

  1. 1. 东南大学 岩土工程研究所，江苏 南京 210096；2. 东南大学 江苏省城市地下工程与环境安全重点实验室，江苏 南京 210096
  • 收稿日期:2019-02-13 修回日期:2019-08-20 出版日期:2020-03-11 发布日期:2020-05-25
  • 通讯作者: 杜延军，男，1972年生，博士，教授，博士生导师，主要从事环境岩土工程和特殊土地基处理等研究。E-mail: duyanjun@seu.edu.cn E-mail: fanrd@seu.edu.cn
  • 作者简介:范日东，男，1988年生，博士，主要从事环境岩土工程的研究工作。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划（No.2018YFC1803101）；国家自然科学基金项目（No.41877248）；江苏省科技发展计划项目（No.BE2017715）；中国博士后科学基金（No.2018M642143）；中央高校基本科研业务费专项（No.2242019R20033）。

Experimental study on chemical compatibility of sand-bentonite backfills for vertical cutoff barrier permeated with inorganic salt solutions

FAN Ri-dong1, 2, DU Yan-jun1, 2, LIU Song-yu1, 2, YANG Yu-ling1, 2   

  1. 1. Institute of Geotechnical Engineering, Southeast University, Nanjing, Jiangsu 210096, China; 2. Jiangsu Key Laboratory of Urban Underground Engineering and Environmental Safety, Southeast University, Nanjing, Jiangsu 210096, China
  • Received:2019-02-13 Revised:2019-08-20 Online:2020-03-11 Published:2020-05-25
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key Research and Development Program (2018YFC1803101), the National Natural Science Foundation of China (41877248), the Natural Science Foundation of Jiangsu Province (BE2017715), the China Postdoctoral Science Foundation(2018M642143) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (2242019R20033).

PDF (Chinese)

328

摘要： 土?膨润土竖向隔离屏障广泛应用于城市工业污染场地。化学溶液作用下屏障材料的化学相容性，即渗透系数及其变化程度，是评价防污性能的关键因素。通过柔性壁渗透试验研究重金属铅?锌复合、六价铬作用下砂?膨润土竖向隔离屏障材料渗透系数的变化规律。由于无机盐溶液中铅、锌、钙对膨润土双电层的压缩，铅?锌复合、钙溶液作用下屏障材料试样渗透系数随金属浓度升高而增大。铅?锌复合作用下，金属浓度增至500 mmol/L时试样渗透系数增幅达11倍，且无法满足防渗要求。相反，由于铬以阴离子络合形式存在，其对试样渗透系数影响相对小；与未污染状态测定结果相比，渗透系数增幅≤2倍。在膨润土孔隙比基础上，考虑无机盐溶液对膨润土膨胀特性的影响，建立无机盐溶液作用前后砂?膨润土竖向隔离屏障材料渗透系数统一预测方法。

关键词: 膨润土, 竖向隔离屏障, 无机盐, 渗透系数, 预测方法

Abstract: Soil-bentonite vertical cutoff wall is extensively applied to containment of urban industrial lands. Chemical compatibility of soil-bentonite backfill exposed to chemical solutions, i.e., hydraulic conductivity and its amplitude, is of importance to evaluate containment performance. Chemical compatibility of sand-bentonite backfill permeated with lead-zinc mixture (Pb-Zn), hexavalent chromium (Cr(VI)), and calcium (Ca) solutions was studied via flexible wall permeability test. The resulting hydraulic conductivity of the backfill permeated with Pb-Zn and Ca solutions considerably increases compared with the result obtained from uncontaminated specimen due to the squeeze of the double layer around bentonite particles. The hydraulic conductivity can not meet the requirement of anti-seepage when Pb-Zn concentration increased to 500 mmol/L. In contrast, limited increase in hydraulic conductivity is found when the backfill is permeated with Cr(VI) solutions. This is attributed to the fact that Cr(VI) exists in anionic complex rather than exchangeable cation. Predicting method for hydraulic conductivity of sand-bentonite backfills is developed based on the concept of bentonite void ratio and swell index of bentonite exposed to the corresponding inorganic solution.

Key words: bentonite, vertical cutoff barrier, inorganic salt, hydraulic conductivity, predictive method

中图分类号: TU411
[1] 张兴文, 曹净, 雷舒羽, 李育红, 程芸, 张柠锐, . 富里酸环境对含腐殖酸水泥土结构及渗透性影响研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 249-261.
[2] 曹瑞栋, 刘斯宏, 田金博, 鲁洋, 张勇敢, 李帆, . 考虑拉伸的土工袋体织物渗流特性试验及预测模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(9): 2711-2720.
[3] 吴子龙, 俞韬, 闫超, 邓永锋, 胡广青, 高宇航, 王璋, 王力, . 陕西黄土重金属污染分析与黄土/膨润土隔离墙处治初探[J]. 岩土力学, 2025, 46(9): 2738-2748.
[4] 谈云志, 吴克宇, 明华军, 孙德安, . 团粒膨润土振动密实性与恒刚度约束膨胀行为[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2399-2408.
[5] 刘文林, 鄂天龙, 冯杨州, 牛松荧, 张子堂, 孙熠, 陈宏信, . 纳米改性地聚合物隔离墙材料基本工程特性及冻融循环耐久性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2039-2048.
[6] 郑思维, 胡明鉴, 霍玉龙, . 钙质砂渗透性影响因素及预测模型[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 217-224.
[7] 程鑫, 江文豪, 黄啸, 李爽, 王应富, 李江山, . 自硬化竖向屏障材料在Cr(Ⅵ)污染液作用下工程性能及微观结构演化[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 225-238.
[8] 郝丰富, 马田田, 于海文, 韦昌富, 田慧会, 伊盼盼, . 阳离子交换量对膨润土层间水化影响的试验研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(9): 2611-2620.
[9] 崔允亮, 潘方然, 高楥园, 金子原, . 真空预压淤堵区渗透系数的计算方法[J]. 岩土力学, 2024, 45(7): 2085-2093.
[10] 王新志, 黄鹏, 雷学文, 文东升, 丁浩桢, 刘铠诚, . 硫酸锌胶结珊瑚砂渗透特性试验及工程应用探讨[J]. 岩土力学, 2024, 45(7): 2094-2104.
[11] 陈宝, 向平, 邓荣升, . 膨润土胶体在处置库围岩裂隙中的扩散模型研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(2): 433-442.
[12] 彭宇, 张虎元, 周光平, 谭煜, . 酒精湿化法调配压实膨润土缓冲回填材料含水率研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(1): 235-244.
[13] 曾召田, 张瀚彬, 邵捷昇, 车东泽, 吕海波, 梁珍, . MX-80膨润土高温老化时间效应的细微观分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 145-153.
[14] 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(S1): 504-512.
[15] 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(S1): 513-520.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发