饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积特性研究

《饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、；妻京交博士学位论文饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积特性研究Studyontheparticletransportanddepositioninsaturatedporousmedia作者：陈星欣导师：白冰北京交通大学2012年12月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学

2、位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：陈星欣签字日期：矽11年11月】日导师签名：c芝歹5书导师签名：艺零y’丁巳一签字日期知膊／孤鼬黜一嘲一中图分类号：TU46UDC：624学校代码：10004密级：公开北京交通大学博士学位论文饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积特性研究Studyontheparticletransportanddepositioninsaturatedporousmedia(国家自然科学基金资助项目(51279002))作者姓名：陈星欣导师姓名：白冰学位类别：工学学科专业：岩土工程学号：091

3、15300职称：教授学位级别：博士研究方向：环境岩土工程北京交通大学2012年12月致谢时光飞逝，转眼间就到了博士毕业的时候。清晰记得08年刚入学的时候，导师交代我做土的热固结试验，第一次自己动手做试验，从试验材料的准备到仪器的调试，最后到正式做试验，期间还要上课和考试，虽然辛苦，但让我深深懂得科研是踏踏实实努力的结果。在交大4年多的时问里，我经历了成功和失败，也经历了欢喜和忧伤，这些都是我人生中宝贵的财富。在此感谢曾经支持和帮助我的老师、同学和朋友们，你们的关怀是支持我前进的动力。本论文的工作是在我的导师白冰教授的

4、悉心指导下完成的，白冰教授是我科研的启蒙老师，是白冰教授的鼓励使我树立信心来涉足多孔介质中颗粒迁移特性这个全新的研究领域，是白冰教授的指导使我逐步在理论和试验方面不断取得进步。白冰教授的言传身教和谆谆教诲是我一生的宝贵财富，在此衷心感谢白冰教授多年来对我的关爱和指导!在土建学院学习期间，承蒙赵成刚教授、陈文化教授、乔春生教授、张鸿儒教授、刘保国教授、王哲研究员、项彦勇教授、赵伯明教授、李涛教授、曾巧玲副教授、陈立宏副教授和李伟华副教授的帮助和指导，在此表达学生真挚的感谢和衷心的祝福!感谢北京航空航天大学姚仰平教授、北

5、京工业大学的陶连金教授，感谢你们在“为人为学"上给予我的教导和帮助。感谢温暖的师门大家庭，这是一个学术氛围浓厚的集体，同时又充满了浓浓的温情。于涛、闰瑜龙、郭兰杰、贾丁云在试验方面提供了很大的帮助，真心谢谢大家!另外，要感谢马宏伟博士、钟明琳博士，金浩博士、王云龙博士、李舰博士、宋琪博士、赵凯博士和刘丽博士在学习和生活中的关心和帮助!同窗情谊，一生相伴!最后，也感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。中文摘要摘要：饱和多孔介质中颗粒迁移特性的研究在地下污染物扩散、核废料处置、石油开采、地下水回灌

6、和水工结构的内部侵蚀破坏等方面有很重要的研究意义。本文通过对经典的一维颗粒过滤模型进行修正，求得了不同的注入方式以及含有源汇项的解析解。其次，建立了考虑弥散作用和沉积颗粒再释放作用影响的颗粒迁移的三维模型，将颗粒迁移问题的研究从一维向三维空间进行拓展。求得的解析解可以预测多孔介质中颗粒浓度、验证更加复杂的数值模型以及确定试验参数等。另一方面，通过室内土柱试验研究了渗流速度、渗流方向、颗粒浓度以及颗粒粒径分布等对颗粒迁移和沉积特性的影响。其次，探究了渗流速度增量和颗粒粒径对沉积颗粒再释放特性的影响。主要的研究内容包括：

7、(1)将多孔介质视为饱和、均质和各向同性介质，通过在颗粒沉积动力方程中考虑弥散作用，建立了饱和多孔介质中颗粒迁移的一维模型，求得了三种不同的颗粒注入方式(短时注入、瞬时注入以及注入浓度衰减)和含有源汇项时的相应的解析解，并且对解析解中各种迁移参数进行了讨论。对不同情况的解析解的分析可知，随着时间、沉积系数、迁移距离或者线源宽度等参数中任意参数的增大，颗粒的浓度峰值逐渐减小。沉积动力方程中忽略弥散作用会对颗粒浓度有很大的影响，不同的情况下的影响规律大不相同。(2)以求得的一维解析解为基础，建立三维空间的颗粒迁移模型，模

8、型分别在沉积动力方程中考虑弥散作用和沉积颗粒再释放作用的影响，并通过Laplace变换和Fourier变换求得了相应解析解的通解形式。其次，利用推导出的解析解的通解形式求出了点源和面源形式下的瞬时注入和周期性注入的具体形式的解析解。最后，以点源瞬时注入情况下的解析解为例，对各种迁移参数进行了详细的讨论。对于考虑弥散作用的三维迁移模型的解析解来说