桐油混合土阻隔柴油迁移的研究

论文摘要

加油站普遍存在油品渗漏的现象,对环境造成严重危害,必须对加油站的地下油罐罐区采取二级防护系统以阻隔油品向周边环境迁移。本文对桐油混合土阻隔柴油的性能进行了研究,通过击实试验、渗透试验、剪切试验对比了粉土掺入桐油前后物理力学特性的变化,并且使用有限元Geoslope软件模拟加油站和油田系统验证制备的混合土对油品的阻隔效果。主要内容如下:1、通过多种试验方式证明,桐油干后形成的油膜能有效地阻隔柴油的穿透。通过测定桐油改良后土体的非饱和状态下的土水特征曲线,验证了利用桐油能提高土体的抗干裂能力;2、硅烷偶联剂作为一种增粘剂,能增强桐油与粉土颗粒间的粘结强度,使得桐油能很好地包裹土颗粒。对比试验表明用硅烷偶联剂处理过的粉土掺入桐油后其防渗特性不仅小而且稳定。在最佳配合比(含水量为10%,配合比为90:10)的混合土对水和柴油的渗透系数均较原状粉土的渗透系数小一个数量级。混合土的强度较原状粉土粘聚力降低、摩擦角增大。桐油包裹土颗粒将土颗粒形成较大的团粒,使得粘聚力减小,摩擦角有所增大。3、利用有限元软件Goeslope研究了柴油在典型加油站地层中的迁移,针对新建和老旧的加油站或油库的建造、运营情况,提出了相应的治理方案。总之,经桐油改良后的混合土体对于柴油的阻隔得到了极大的改善。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 加油站油品渗漏污染现状及危害
• 1.1.2 油品污染的路径
• 1.2 阻止加油站油品渗漏的方法
• 1.2.1 工程控制措施
• 1.2.2 二级防护系统常用的防渗材料
• 1.2.3 有机粘土
• 1.3 桐油的基本性质
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 桐油对柴油阻隔性能的研究
• 2.1 前期研究成果
• 2.2 桐油油膜阻隔油品渗透的试验研究
• 2.3 土的非饱和特性研究
• 2.3.1 土水特征曲线的物理意义
• 2.3.2 土水特征曲线试验原理及试验设备
• 2.3.3 试样制备
• 2.3.4 土水特征曲线试验方法步骤
• 2.3.5 测得的土水特征曲线
• 2.4 小结
• 第三章 混合土的物理力学特性研究
• 3.1 引言
• 3.2 粉土的物理力学特性
• 3.2.1 粉土的制备与其颗粒组成
• 3.2.2 粉土的击实试验
• 3.2.3 粉土的渗透试验
• 3.2.4 粉土的强度特性
• 3.3 混合土的物理力学特性
• 3.3.1 硅烷偶联剂
• 3.3.2 混合土的渗透特性
• 3.3.3 混合土的强度特性
• 3.4 小结
• 第四章 对柴油污染阻隔的数值模拟
• 4.1 引言
• 4.2 基本规律及其相关概念
• 4.2.1 土壤水的形态
• 4.2.2 地下水运动的基本原理
• 4.2.3 石油类污染物在土壤中迁移与转化的基本规律
• 4.3 溶质运移问题的数学模型及其数值解
• 4.3.1 水运动数学模型
• 4.3.2 污染物迁移的数学模型
• 4.3.3 模型的有限元求解
• 4.4 数值模拟
• 4.4.1 模型参数的确定
• 4.4.2 有限元模型描述
• 4.4.3 油品渗漏的场地治理方案
• 4.5 数值模拟结果与分析
• 4.5.1 油品在未处理/处理后场地中的迁移情况
• 4.5.2 油品渗漏对未处理/处理后场地中的水头分布的影响
• 4.6 小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 作者简历及在学期间所取得的研究成果