关键词：固结；运移；耦合；三维模型

基金项目：国家自然科学基金(51378035)

作者单位

房远方北京工业大学 城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室，北京100124

张志红北京工业大学 城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室，北京100124

杜修力北京工业大学 城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室，北京100124

摘要

考虑堆场上覆堆积体自重引起的土体固结与溶质运移的耦合效应已成为环境土工领域中的热点问题。在Biot固结理论和溶质运移理论相结合的基础上，以孔隙率作为耦合参量，将固结方程与运移方程相联系，考虑土体固结对溶质运移模型参数的影响，建立了溶质在固结变形土体中运移的三维耦合模型。采用多场耦合有限元软件COMSOL Multiphysics对模型进行了数值求解。数值模拟结果表明，土体固结变形对溶质运移过程具有较强和持久的阻滞作用，导致溶质运移深度以及污染羽范围的减小，在模拟运移20 a时，运移距离减小率已高达27.75%，且随着时间的增加而逐渐增大；溶质在水平方向的迁移距离不可忽略，随着横向水力梯度的增大而增大。