多孔介质水敏感性机理与的应用的研究论文

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1、硕士学位论文摘要在前人研究的基础上，通过砂柱的水平渗流和盐度冲击试验，首先对影响多孔介质水敏感性的水化学(盐浓度及其变化率、pH值、阳离子类型)和水动力(渗透流量、水流速度)因素进行了深入的研究。其次，研究了多孔介质中不同粘土矿物(高岭土、伊利石和蒙脱石)自身的水敏感性特征及其含量对多孔介质水敏感性的影响，为建立低渗透帷幕或地下防渗墙提供了理论依据。最后，通过水敏感性过程中的颗粒释放及其迁移特征，对利用该现象去除多孔介质中的重金属污染物和有机污染物进行了创新性的试验研究。盐浓度试验表明，只有当冲击溶液的盐浓度以一定的梯度降到某一临界值(称为临界盐浓度)以下时，方

2、能引起多孔介质中的颗粒释放，导致渗透性发生变化，即水敏感性发生。在pH值影响试验中发现，在强酸性条件下(pH=2．04)，颗粒释放累积量少；而强碱性条件下(pH=12．00)，颗粒释放累积量最多：中性条件下(pH=6．88)，颗粒释放累积量居中，即相同水动力条件下，高pH值时的颗粒释放倾向远远大于低pH值时的情况；临界流量试验结果表明，流体流动速率越大，水动力在颗粒之间产生的剪切力也越大，微细颗粒就越容易与骨架颗粒分离并发生运移，试验确定的临界进水流量为2lm1／min。为了研究不同阳离子的水敏感性特征，本试验分别以Nacl、Licl。KCl，NH。C1，MgC

3、l。，CaCl。为例，测定含阳离子Na+，Li+，K+，NH。+，Mg”，Ca”的盐溶液的临界盐浓度。试验结果表明，Nacl、LiCl，KCl，NH。Cl的临界盐浓度分别为O．06m01几±0．005舶0l／L、O．05±O．005m01／L，O．05±0．005mol／L，0．01±0．005mol几，而Mgcl。引起颗粒释放量非常微小，且没有规律，不存在临界盐浓度，CaCl：溶液不但不能引起颗粒释放，而且对该现象有明显的抑制作用。多孔介质中的粘土矿物是影响其水敏感性的主要物质。而对于粘土矿物来说，不同种类和含量引起的水敏感性程度也不同。水敏性过程中，含有高岭

4、土，伊利土和蒙脱土的砂柱的渗透率都随着其含量的增大而呈降低趋势，但降低的速度和程度差别极大，其中，当高岭土含量从l％增加到7％时，渗透系数下降了略大于一个数量级。而用淡水进行冲击伊利土一砂样体系和高岭土一砂样体系时，渗透系数并没有发生较明显的下降。当用蒸馏水驱替砂柱中的咸水时，蒙脱石一砂样混合体系的渗透系数急剧下降，且变化幅度随着蒙脱石含量的升高而升高。砂柱中蒙脱石矿物含量为3％～4％时，其渗透系数下降到0cm／s。蒙脱石含量为3％的砂柱在淡水驱替高浓度盐溶液的过程中，推测其渗透系数的变化值相当于含伊利土8％和含高岭土10％的砂柱渗多孔介质水敏感性的机理与应用研

5、究透系数的变化效果。为研究水敏感性对地下水中重金属和有机污染物的迁移特征的影响，试验分别以二价汞离子(Hg”)和苯酚为代表，研究水力条件和水敏感性发生过程中释放的颗粒对二者迁移特征的影响。试验结果表明：单纯的水力冲击分别能够去除砂柱中二价汞和苯酚总量的31．68％和55．71％，还有大部分的污染物仍滞留砂柱中；而在相同的水力作用下，水敏感性过程又可以分别去除二价汞和苯酚67．55％和43．43％，两者之和分别为99．23％和99．14％，即残留在砂柱中的绝大部分污染物可被有效去除。关键词：多孔介质；水敏感性；颗粒释放：临界盐浓度；临界流速硕士学位论文Abstra

6、ctOnthebasis0fpriOrstudies，thispaperfirstfcsearchedthefactOrsthatimpactedthewatersensitivity0fporOusmedia，suchashydrOchemistryfactOrs(saltsalinityanditsrateofdecrease，pHvalueandcationicform)andhydrodynamicforce(nowfate)withthclaboratoryexperimcntsthatthcsaltwaterandfreshwaterreplacin

7、geachOtherintheleVelsand·cOlumn，secOndly，thcarticlealsOresearchedthecharacteristicOfdifferentclays’(kaolin，订lite，smect“e)watersensitivityandtheircontentseffectingonwatcrsensitivny，whichcouldOffertheoreticalbasistobuildtheimpenetrablepurdahOrundergrOundseepagewall．Finally，accofdingtOt

8、hefeaturesOf