含水率对非饱和黏土渗透与弥散特性及核素迁移的影响研究

摘要

基于拟建某低中放废物处置单元的包气带地质环境,研究了该区黏土材料在非饱和条件下的渗透系数K(θ)和弥散系数D(θ)随黏土体积含水率θ的变化特征.研究显示,在非饱和状态下,当体积含水率θ≤25％时,黏土实际处于不透水状态;当θ≤15％时,θ的微小变化,即可导致黏土非饱和渗透系数K(θ)发生数量级的改变.实验表明,非饱和黏土弥散系数随着体积含水率的降低而减小,当体积含水率θ=38％时,实测弥散系数为4.12m2·a-1;当θ=6％时,弥散系数为0.04m2·a-1,仅为前者的1％左右.核素迁移模拟结果显示,当体积含水率θ≤25％时,钚在黏土屏障中不发生显著迁移;当θ≥30％时,核素迁移作用明显增强.