[发明专利]利用柔性壁渗透仪获得粘土中核素迁移参数的实验方法

权利要求书

1.利用柔性壁渗透仪获得粘土中核素迁移参数的实验方法，其特征在于：该实验方法包括下述步骤：

一、将粘土类材料压制成确定干密度的多个圆柱型样品，分别放入柔性壁渗透仪压力室中饱和；饱和完成后，在样品底部均匀加入示踪核素，设定不同压力开展实验，出口处定时收集渗出液，计算渗流速率；

二、当最高压力下样品的渗出液中出现示踪核素时，停止实验，将各样品取出沿轴向切割呈1mm薄片，消解，测量核素浓度，获得多组核素沿土柱轴向核素浓度分布曲线；

三、实验计算：1、该实验为一维迁移模型，源项为脉冲源，则核素在土柱中的迁移规律可采用一维对流-弥散方程来表示：

式中：D—水动力弥散系数，cm²/s；C—核素在水中的浓度，g/mL；u—土柱中水的孔隙流速，cm/s；R_d—阻滞系数；λ—核素放射性衰变常数，1/s；z—轴向距离，渗流方向为正，加源处为0，mm；t—时间，s；

该实验条件下，源项采用脉冲源，初始边界条件为：

C(x,t)|_t＝0＝0，C(x,t)|_t→∞＝0，(2)

式中：n—孔隙度；m—单位过水面积上注入核素质量，g/cm²

计算获得核素在土柱中分布数值解为：

2.将上述实验结果按照公式4拟合，对比参数，则可以获得核素浓度峰值迁移距离为ut/R_d，结合实验时间和渗流速率获得阻滞系数R_d，进而获得水动力弥散系数D；不同压力可获得多个水动力弥散系数D。

3.水动力弥散系数可表示为：

D＝D_m+α|u|(5)

式中：D_m—分子扩散系数，cm²/s；α—弥散度；

将不同压力下得到的水动力弥散系数与其对应的渗流速率按照公式5作图，则该直线斜率即为弥散度α，截距即为分子扩散系数D_m。