武汉岩土所在土体固结与污染物运移耦合理论方面取得进展

　　在固废堆填场、垃圾填埋场和危险废物处置场等污染场地中，底部埋设的防渗垫层系统可以有效地阻止或延缓污染物的扩散迁移，其中压实黏土和土工膜是常用的防渗衬垫材料。污染物在防渗衬垫系统中的运移过程会受到土体固结应力、温度、生物降解、化学形态等多种因素的影响。为设计稳定、可靠的底部防渗衬垫系统，并评价其有效性，需对土体固结与污染物运移耦合理论开展研究。而现有耦合理论忽略了污染场地内因生化反应等因素导致防渗衬垫系统处于非等温状态的情况。

　　针对这一问题，中国科学院武汉岩土力学研究所海洋与环境岩土工程研究中心科研人员首先研究了非等温状态饱和黏土的一维固结特性，发展得到了一维固结解析解和一维非线性固结通解，并发现温度梯度的增大会提高固结速率（图1），其影响不可忽略；在此基础上，进一步建立了非等温状态下固结与污染物运移的耦合模型，探究了考虑多种因素耦合影响下防渗衬垫系统中污染物的运移特性（图2）。本成果拓展了土体固结与污染物运移耦合理论，明晰了非等温状态对土体固结规律和污染物运移特性的影响，对我国污染场地风险防控和修复具有重要的科学意义和工程指导价值。

　　相关研究成果发表在Computer and Geotechnics、International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics、岩土力学、岩土工程学报等本领域国内外权威期刊上。研究工作获得国家自然科学基金项目（42177163）和“十三五”国家重点研发计划课题（2019YFC1804002）的资助。

　　论文链接：

　　1、 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266352X22002361

　　2、 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/nag.3369

　　3、 https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDAUTO&filename=YTLX202210011&v=MTUwNTN5N21VNy9PUERuSGRyRzRITlBOcjQ5RVpZUjhlWDFMdXhZUzdEaDFUM3FUcldNMUZyQ1VSN2llWitScUY

　　4、 https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CAPJ&dbname=CAPJLAST&filename=YTGC20220316001&v=MTA2ODc9UERuTWJiRzRITlBNckk1RFpPc09ZdzlNem1SbjZqNTdUM2ZscVdNMENMTDdSN3FkWmVkdkZDemxXcjdLSWww　

图1 非等温状态下一维固结模型及分析 　

图2 非等温状态下固结与污染物运移耦合模型及分析