地铁隧道上覆非饱和土层中泄漏汽油的运移规律研究的开题报告.docx

地铁隧道上覆非饱和土层中泄漏汽油的运移规律研究的开题报告
一、研究背景及意义
地铁隧道作为城市交通的重要组成部分，其建设和运营涉及到广泛的领域，包括地质、土力学、工程力学、水文等学科，而其中又涉及到了环境保护、安全管理等诸多问题。随着城市化的加速，地下工程日益增多，由此可能产生的环境污染问题也愈加凸显。因此，对于地铁隧道上覆土层中污染物的运移规律研究显得十分必要。
本文研究的问题为地铁隧道上覆非饱和土层中泄漏汽油的运移规律，意义在于：1）揭示了地铁上覆土层中污染物的运移机制与规律，能够提供科学的依据和方法为地下工程环境污染防治提供指导；2）对城市地下工程的设计、施工、运维及环境管理等相关领域提供可参考的数据和建议。
二、研究现状
（1）土壤非饱和流动的基本理论
土壤非饱和流动是依据Darcy定律进行描述的，在此基础上，衍生出了有关非饱和土壤渗透性系数、渗透压、空气含量等理论。非饱和流动理论的成熟度与适用性已经由大量的实验研究和数值模拟所确认。
（2）地下水与污染物运移的基本理论
地下水与污染物运移是比较成熟的地下水流动领域，基于物理与数学模型，通过解析和数值模拟的方法得出了不同条件下的污染物扩散程度及时间。
三、研究内容及方法
本研究旨在通过室内模拟试验和数值模拟相结合的方法，探究地铁隧道上覆非饱和土层中泄漏汽油的运移规律。主要工作包括：
（1）建立物理模型
参考已有的实验成果，设计符合实际情况的试验装置，进行模拟试验。主要包括制作标定土样、小型试验装置及模拟汽油泄漏等环节。
（2）试验数据分析
通过监测装置，对土壤中的水分含量、气相成分等进行记录与分析。
（3）数值模拟
根据室内模拟试验的结果，在基于Fluent等数值模拟软件做主体的模拟软件建立模型、数据输入、参数设置及计算流程的规划等方面，进行数值模拟。
（4）数据对比与分析
将室内模拟试验与数值模拟结果进行对比，分析结果的准确性及参考价值。
四、研究计划安排
时间节点|主要工作
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2020年10月-11月|文献调研及试验装置制备
2020年12月-2021年1月|室内模拟试验
2021年2月-3月|数值模拟及数据分析
2021年4月-5月|数据对比及分析
2021年6月-7月|撰写毕业论文
五、研究预期成果
以本研究为基础，预期能够得出以下成果：
（1）建立地铁隧道上覆非饱和土层中泄漏汽油的运移模型，分析相关物理及化学特征及运移规律。
（2）探索有关非饱和土壤流动及地下污染物运移的理论。
（3）提供可供环境污染防治、地下工程环境管理、地铁建设及运营等领域参考的可靠数据。