[发明专利]一种土体中污染物运移参数的确定方法

说明书

本发明公开了一种土体中污染物运移参数的确定方法，包括如下步骤：1)进行三轴柔性壁土柱渗透试验，测定土体试样两侧水位变化值和渗出液污染物浓度值；2)测定土体试样横截面积、高度、含水率和比重，计算孔隙率；3)计算渗流速度；4)计算各测试时段内渗出液体积数；5)计算各测试时段内污染物击穿质量；6)绘制不同测试时段结束时刻渗出液体积数总和‑污染物击穿质量总和曲线，根据对流‑扩散‑弥散模型获得水动力弥散系数和阻滞因子。本发明的确定方法可以准确、高效地测定土体中污染物的运移参数。

技术领域

本发明涉及环境岩土中污染物运移，具体涉及一种土体中污染物运移参数的确定方法。

背景技术

运移参数(如水动力弥散系数和阻滞因子)是工程防污屏障服役性能及服役寿命的重要评价指标之一，其精度直接影响工程防污屏障设计及防渗控污性能判定的合理准确与否。室内通常采用土柱试验和柔性壁土柱渗透试验获得污染物击穿曲线，再结合对流-扩散-弥散分析模型的方法拟合得到污染物在土体中的运移参数。土柱试验一般采用刚性壁柱，试验过程无法避免侧壁渗漏的问题。环境岩土领域采用柔性壁土柱渗透试验以实现对试样加压从而模拟实际受力情况下污染物在土层中的迁移，同时避免试样侧壁发生渗漏。然而，传统运移参数拟合多基于以时间参数为横坐标、以渗出液污染物浓度与渗入液污染物浓度的比值为纵坐标的击穿曲线进行，为保证时间-浓度比击穿曲线的连续性，试验过程中通常要求频繁地对渗出液进行取样及浓度测量，这需要消耗较高的人工操作成本及浓度测试成本。需要强调的是，由于工程防污屏障一般渗透性较低，需较长时间才能获取浓度测试所需的渗出液，频繁采样及测试将无法避免地放大测试产生的误差、造成数据点的离散，进而影响所获取的运移参数的精确程度。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种土体中污染物运移参数的确定方法，解决现有技术中污染物运移参数精度低、测试工序复杂、成本高的问题。

技术方案：本发明提供的一种土体中污染物运移参数的确定方法，包括以下步骤：

1)以污染溶液为渗入液，对土体试样进行三轴柔性壁土柱渗透试验，获取不同测试时段内土体试样两端水位变化值以及渗出液中污染物浓度值渗出液污染物浓度与渗入液污染物浓度达到平衡时终止试验；

2)试验结束后拆除土体试样，测定土体试样横截面积、高度L、含水率和比重，计算孔隙体积V_p、孔隙率n；

3)根据不同测试时段内试样两端水位变化值与时间关系以及土体试样尺寸、孔隙率n，计算渗流速度v；

4)根据各测试时段渗出液流量与孔隙体积V_p比值，确定该测试时段内渗出液体积数△T_i；

5)通过各测试时段渗出液污染物浓度值与渗入液污染物浓度值c₀的比值与该时段内渗出液体积数△T_i的乘积，确定各测试时段的污染物击穿质量

6)绘制不同测试时段结束时刻渗出液体积数总和∑△T_i-污染物击穿质量总和曲线图，通过对流-扩散-弥散模型对该曲线进行拟合，确定水动力弥散系数D和阻滞因子R_d。

进一步地，本发明的确定方法中的土体可采用细粒土、特殊土或混合土；

进一步地，土体试样经干净自来水饱和处理。

进一步地，污染溶液采用无机重金属污染溶液、有机污染物溶液或二者的复合溶液。

进一步地，步骤(6)中的对流-扩散-弥散模型公式如下：