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吉林大学学报(地球科学版)2025年第06期:温度条件影响下不同类型黏性土低速渗流特征

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王福刚;郭坤逸;彭朝辉;杨义;李茚藤;贾俊;

单位:地下水资源和环境教育部重点实验室(吉林大学);吉林省水资源与水环境重点实验室;吉林省水文水资源局;吉林省产品质量监督检验院;

摘要:在低水力梯度条件下,低渗透介质往往会出现低速渗流现象。探究低速渗流的机制对地下水环境保护研究至关重要。低渗多孔介质中流体流动受多种因素的共同影响。本文通过室内定水头渗透实验和核磁共振实验,系统研究了不同温度对不同类型黏性土低速渗流的影响规律与机理。结果表明:1)温度升高显著提升黏性土渗透系数,在5~30℃范围内,随温度升高,白浆土、黄土、淤泥质土稳定渗透系数分别提高了289.9%、210.4%、156.2%,同时临界水力梯度从10左右降至4左右;2)温度升高促进弱结合水向自由水转化,温度由5℃上升到30℃,白浆土、黄土、淤泥质土结合水质量分数分别降低23.1%、22.8%、25.6%,结合水质量分数减少可增大有效孔隙空间,降低流动阻力,进而提升渗透系数并降低临界水力梯度;3)温度对渗透系数的调控存在黏度-结合水耦合效应,但结合水对渗透性的影响占主导地位,在5~30℃区间,随温度升高,结合水对黏性土渗透系数的贡献率整体呈增加趋势,相同温度条件下,白浆土结合水对渗透系数的影响最大,黄土次之,淤泥质土最小。

关键词:黏性土;;低速渗流;;温度;;核磁共振;;结合水

基金资助:国家自然科学基金项目(42472320,42072280)~~