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多孔介质中颗粒迁移特性的研究在地下水回灌、石油开采、核废料处置、地下污染物扩散、注浆加固和水工结构的内部侵蚀破坏等方面有很重要的研究意义。本文结合已有的多孔介质中颗粒迁移问题的研究现状,利用自行研制的试验装置,对碱性环境下饱和多孔介质中颗粒的迁移特性进行试验研究,主要研究内容包括试验研究和机理分析两方面。(1)开展不同的注入溶液pH、颗粒浓度、渗流速度等情况下颗粒迁移的室内土柱系列试验,得出饱和多孔介质中悬浮颗粒在4种不同的注入溶液pH值(7.0,9.6,11,13)、4种不同颗粒浓度(2,4,6,8mg/mL)、3种不同渗流速度(0.066,0.133,0.199cm/s)条件下的颗粒穿透曲线;最后,通过对试验结果进行综合的对比和深入的分析,探究颗粒浓度、渗流速度、注入溶液的pH等因素对于饱和多孔介质中颗粒迁移特性的影响。(2)开展不同的外部渗流液pH、颗粒浓度、渗流速度等情况下颗粒迁移的室内土柱系列试验,得出饱和多孔介质中悬浮颗粒在3种不同的外部渗流液pH值(7.0,9.6,11)、4种不同颗粒浓度(2,4,6,8mg/mL)、3种不同渗流速度(0.066,0.133,0.199cm/s)条件下的颗粒穿透曲线:最后,通过对试验结果进行综合的对比和深入的分析,探究外部渗流液的pH、颗粒浓度、渗流速度等因素对于饱和多孔介质中颗粒迁移特性的影响。(3)开展不同的注入溶液pH、颗粒浓度、渗流速度等情况下连续多次瞬时注入的颗粒迁移的室内土柱系列试验,得出饱和多孔介质中悬浮颗粒在3种不同的注入溶液pH值(7.0,11,13)、2种不同颗粒浓度(4,6mg/mL)、3种不同渗流速度(0.066,0.133,0.199cm/s)条件下连续三次瞬时注入的颗粒穿透曲线;最后,通过与单次瞬时试验结果进行对比分析,探究连续多次瞬时注入情况下饱和多孔介质中颗粒的迁移特性。(4)通过一阶沉积系数的对流扩散方程及(1)中试验结果确定土柱渗流试验中的相关运动参数(弥散系数DL、沉积速率Kdep、颗粒平均运动速度u),并利用所得参数对(3)中试验进行穿透曲线的拟合并与试验所得的穿透曲线进行对比。研究表明,注入溶液和外部渗流液的pH、颗粒浓度、渗流速度及渗流环境中的电解质浓度等化学物理因素均会对饱和多孔介质中颗粒迁移特性产生很大影响;同时各种因素并不是互相独立的,某一种因素的改变在影响着颗粒迁移的同时,也会促使其他因素对颗粒迁移特性的影响发生改变。