黏土介质地下水非达西渗流的研究进展

Darcy定律自从诞生以来已经被广泛地运用于多项工程技术领域。然而,越来越多的研究表明黏土介质地下水中存在着非达西渗流现象,而且这种现象不可忽略。本文综述了近几十年来黏土介质地下水非达西渗流的研究进展,重点概述了黏土介质地下水非达西渗流的存在性、非达西渗流的本构方程、非达西渗流的产生机理以及非达西渗流临界点转化判据等方面的研究成果,并对黏土介质地下水非达西渗流研究存在的问题进行了讨论,对今后的前沿研究方向进行了展望。     

黏土矿物组合类型对盖层封闭性的影响

在CO2地质封存中,封存的安全性备受关注。本文根据我国主要含油气盆地盖层中黏土矿物的组合特征,总结了5种常见的盖层黏土矿物组合类型,并以鄂尔多斯盆地为例,运用Toughreact软件建立了一维储盖层模型,研究了不同黏土矿物组合类型对盖层的溶蚀与自封闭效应的影响。结果表明:黏土矿物组合类型不同,引起的CO2-水-岩石的地球化学反应不同,导致盖层渗透率发生不同程度的变化,从而影响盖层的封闭性;ISCK、ISK组合以自溶蚀作用为主,尤其是ISCK组合自溶蚀效应最严重,不利于CO2的地质封存;ISC、IKC、IC组合以自封闭作用为主,其中IC组合渗透率最大减小14%,对盖层的封闭性有积极的意义。在此基础上,对我国南方5个盆地盖层的封闭性进行了初步评价,以期为我国盆地CO2地质封存的适宜性评价提供参考。     

不同荷载振动模式下软黏土动力特性试验研究

针对宁波轨道交通影响范围内的④2层淤泥质黏土开展了不同振动模式下的动三轴试验,获得了单向纯压振动和单向拉压振动模式下的孔压、累积塑形应变和动弹性模量的变化规律,建立了孔压—振动次数、累积塑性应变—振动次数的指数函数关系,结果表明:静偏应力的不同为两种振动模式的本质区别;单向拉压振动下的孔压稳定所需的振动次数较单向纯压振动大,累积塑性应变比单向纯压振动小一个数量级;单向拉压振动产生的弹性应变较单向纯压振动大,动弹性模量则反之;所建立的描述孔压、累积塑性应变与振动次数关系的指数函数能较好地反映孔压、累积塑性应变斜率随振动次数的变化规律,研究结果可以为轨道交通设计和施工提供理论依据。     

凹凸棒颗粒吸附过滤剂及其制备方法

该发明公开了一种凹凸棒颗粒吸附过滤剂及其制备方法。其制备方法：用凹凸棒石黏土作为原料，经酸化处理后烘干，添加稻谷壳共同磨粉、造粒、焙烧，成品为凹凸棒颗粒吸附过滤剂。该发明的凹凸棒颗粒吸附过滤剂，酸化效果完全，无二次污染，颗粒表面粗糙坚硬、比表面积大、孔隙率高、吸附脱色性能好、过滤截污能力强、使用寿命长、反冲洗耗水量少，并且不含对人体有害的物质，生产工艺简单，     

黏土对钢渣烧结的影响规律研究

向钢渣中添加不同质量黏土,对钢渣烧结温度、产物性能和物相进行了研究。结果表明:黏土的加入对钢渣的烧结温度、烧结性能和微观结构均有一定影响。每增加10%的黏土,钢渣烧结温度降低20~40℃。当黏土加入量超过20%时,吸水率降低至0.5%以下,同时通过扫面电镜和X射线衍射分析,发现烧结产物中产生了大量的钙铝黄长石晶体结构。     

北京市安定生活垃圾填埋场膜覆盖工艺甲烷减排量评估

为减少臭气污染和温室气体排放,北京市生活垃圾填埋场于2008年开始推行膜覆盖工艺。目前对于膜覆盖工艺甲烷减排效果尚缺乏综合评估。选择北京市安定生活垃圾填埋场为研究对象,采用现场测量与模型估算分析评估了2014年填埋场膜覆盖工艺与传统黏土覆盖工艺甲烷排放量的差异。结果表明:填埋场膜覆盖工艺和传统黏土覆盖工艺的甲烷年总排放量分别为3.43×10~6m~3和5.56×10~6m~3,膜覆盖工艺甲烷年减排量为2.13×10~6m~3,减排率达到38.3%,甲烷减排效果明显。     

赤泥渗滤液对压实黏土衬垫的侵蚀机理研究

针对赤泥渗滤液生态环境污染严重这一热点问题,研究赤泥渗滤液对压实黏土衬垫的侵蚀机理.通过地球化学平衡软件(Visual MINTEQ)模拟赤泥渗滤液中各个元素的赋存形态,同时开展渗透试验、污染物离子浸出测试、剪切试验以及微观结构观测,分析化学腐蚀作用对压实黏土渗透性、抗剪强度和微观结构的影响规律及作用机理.结果表明:赤泥渗滤液中铝主要以Al(OH)4-的形态赋存;赤泥渗滤液作为渗透溶液,压实黏土的渗透系数为4.07×10-11m/s;赤泥渗滤液降低了压实黏土的抗剪强度,且主要体现在黏聚力上,对内摩擦角影响甚微;黏土与渗滤液之间的水化反应产生了一些水化产物和胶结结构,同时水的渗透压力附带土粒填充了土体原有的结构空隙,土体结构得到优化.赤泥渗滤液使压实黏土化学相容性有所提高.     

干湿循环与垃圾渗滤液耦合作用下GCL防渗性能

开展膨胀指数和渗透系数测定试验,研究干湿循环与垃圾渗滤液渗透耦合作用下膨润土的膨胀性能和土工合成黏土衬垫（GCL）防渗性能变化规律.结果表明,干湿循环与垃圾渗滤液渗透耦合作用对膨润土的膨胀性能和GCL的防渗性能具有显著负面影响：在7次干湿循环后,垃圾渗滤液饱和的膨润土的膨胀指数从20mL/2g降低至7.5mL/2g,GCL的渗透系数从1.65×10^-11m/s增加到1.89×10^-7m/s.膨胀指数下降和渗透系数升高的根本原因是膨润土渗透膨胀性能的丧失.单纯的垃圾渗滤液渗透不会改变GCL的渗透系数.将有效应力从20kPa升高至150kPa,可以促使GCL的渗透系数降低4个数量级,满足填埋场防渗要求（< 5.0x10^-11m/s）.     

洛川红黏土-黄土记录的风向变化及磁组构与磁化率对气候变化的敏感性对比

磁组构分析是研究季风风向的一种常用手段。对洛川黄土剖面黄土-红黏土界线附近地层进行磁组构研究表明:洛川剖面新近纪—第四纪过渡时期,风向整体呈南北向,且从红黏土沉积阶段到黄土沉积阶段,风向呈现顺时针方向的微小偏移,这可能与新近纪到第四纪的气候变化背景有关。另外,磁化率各向异性度P、磁线理L、磁面理F等参数曲线与磁化率曲线的对比显示:磁化率各向异性P、L、F参数的变化稍超前于磁化率曲线的变化,这与蓝田段家坡剖面的磁组构研究结果类似。导致以上结果的原因尚未确定,但可能与磁组构信息被记录于沉积物的速度快于沉积物磁化率值的改变有关。