广西红黏土的孔径分布特征及其对溶质运移的影响

摘要

土壤中溶质运移规律的研究是当今环境岩土工程中的热点，但目前以红黏土为对象的相关研究开展较少。本文对桂林、柳州两地红黏土开展了全吸力土-水特征曲线试验、压汞试验、饱和渗透试验、一维土柱上渗试验和一维土柱蒸发试验研究，对广西红黏土溶质运移机理进行探讨，取得了以下成果:
　　(1)使用压力板法、滤纸法和饱和盐溶液法测定了全吸力范围内的桂林、柳州两地红黏土的土-水特征曲线，结果表明，在同一含水率下桂林红黏土的基质吸力大于柳州红黏土，前者具有更强的持水能力，此现象主要与土壤的矿物成分、物性指标和孔隙结构有关。
　　(2)结合压汞试验获得的孔径分布的数据，用毛管束模型预测桂林、柳州红黏土的渗透系数，发现理论值与试验值相差较大，主要是公式中渗透系数取决于孔隙的平均半径r50，通过对不同等效半径的渗透系数理论值比较，发现，当桂林、柳州红黏土的等效半径分别取r20和r30进行预测时，模型预测结果与实测值较吻合。
　　(3)分别通过一维土柱上渗、蒸发试验研究了水分和溶质在桂林和柳州红黏土中的运移规律:上渗过程中，相同条件下桂林红黏土水分运动和溶质运移速度比柳州红黏土快，相应的入渗体积也比柳州红黏土多，且溶质运移是滞后于水分运动的;蒸发过程中，柳州红黏土脱湿速度比桂林红黏土快。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 溶质运移的研究现状

1．2．2 孔径分布的研究现状

1．2．3 土-水特征曲线的研究现状

1．3 目前研究中存在的一些问题

1．4 本文的主要研究内容

第二章 试验原理及溶质运移机理

2．1 饱和黏土渗透试验

2．2 土-水特征曲线(SWCC)试验

2．3 压汞实验

2．4 溶质运移机理

2．4．1 对流运移

2．4．2 分子扩散

2．4．3 机械弥散

2．4．4 对流-弥散模型

2．5 本章小结

3．1 试验材料

3．2 土-水特征曲线试验及分析

3．2．1 压力板试验

3．2．2 滤纸法

3．2．3 饱和盐溶液法

3．2．4 全吸力下土-水特征曲线对比

3．3 饱和红黏土的渗透试验

3．4 本章小结

4．1 压汞试验

4．2 基于毛管束模型推导渗透系数

4．2．1 毛管束模型的建立

4．2．2 毛管束模型的验证

4．2．3 毛管束模型的改进

4．3 本章小结

5．1 试验概况

5．2 一维土柱上渗试验

5．2．1 盐分传感器的标定

5．2．2 时域反射仪(TDR)在不同浓度盐溶液下的标定

5．2．3 试验设备及过程

5．2．4 试验结果及分析

5．3 一维土柱蒸发试验

5．3．1 试验过程及原理

5．3．2 试验结果及分析

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

硕士研究生阶段参与的科研项目与发表论文