本专著分为5篇:绪论、现场取样/调查技术、环境原位测试装备、污染物运移模型、工程应用案例。重点研究污染土的工程特性、环境原位取样技术、环境原位测试技术,包括电阻率CPTU测试技术、荧光CPTU设备技术、光纤化学CPTU设备技术、薄膜界面探头MIP设备技术。基于上述最新的环境原位测试技术理论研究与设备研发成果,重点介绍本人参与国内土体污染工程应用案例(上海染化厂、南通农药污染厂、南京加油站污染场地等项目)。
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2001、2005年在东南大学就读硕士与博士。2008.8-2009.8受国家留学基金委全额资助在美国德州大学访问交流。2010年 留校(东南大学)任教,2012年破格晋升副教授,2012年特批任博士生导师,2016年破格晋升教授。担任东南大学岩土工程所副所长,现任安徽建筑大学党委常委,副校长现代原位测试技术理论与工程应用、特殊地基处理与环境岩土工程发表论文150余篇,其中第1作者/通讯作者SCI50篇,EI收录100篇。已获授权国家发明专利40项,授权美国发明专利1项,实用新型专利16项,计算机软件著作12项。国际期刊《Geotechnical Testing Journal》、国内期刊《岩土工程学报》编委、国际土力学及岩土工程学会原位测试技术委员会TC102委员、中国公路学会青年专家委员会常务委员、中国建筑学会地基基础分会理事等学术兼职。
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 环境污染的典型案例概述 1
1.2 地下重金属与有机污染 2
1.2.1 重金属污染土 2
1.2.2 重金属污染地下水 3
1.2.3 有机污染土/水 4
1.3 环境原位测试的目的与意义 5
参考文献 6
第2章 污染环境原位取样/调查技术 8
2.1 钻探取样技术 8
2.1.1 质量控制要求 8
2.1.2 取样设备及其技术 9
2.1.3 钻探技术 11
2.2 原位直推取样技术 13
2.2.1 取土样CPT 14
2.2.2 取水样CPT 20
2.2.3 取气样CPT 22
2.2.4 声波水取样器 25
2.3 原位污染成分快速检测技术 26
2.3.1 便携式VOC快速测定仪 26
2.3.2 油水界面计 30
2.3.3 重金属快速检测仪 30
2.4 本章小结 36
参考文献 36
第3章 环境岩土原位测试设备 38
3.1 孔压静力触探设备 38
3.1.1 发展历程 39
3.1.2 原位测试系统 40
3.2 电法原位测试设备 44
3.2.1 电阻率孔压静力触探测试设备 44
3.2.2 介电测量设备 53
3.2.3 电阻率测井设备 56
3.2.4 高密度电法设备 58
3.2.5 电阻率层析成像设备 59
3.3 荧光探头LIF-CPT设备 60
3.4 光纤化学探头OFC-CPT设备 63
3.5 薄膜界面探头MIP-CPT设备 65
3.6 其他与CPT探头耦合的污染检测设备 69
3.6.1 pH探头 69
3.6.2 放射性同位素探头 70
3.6.3 水力剖面探头 71
3.6.4 可视化CPT探头 73
3.6.5 无线CPT探头 75
3.7 地球物理测试设备 77
3.7.1 地质雷达 77
3.7.2 时域反射法 77
3.7.3 核磁密度仪 81
参考文献 82
第4章 土壤污染物运移模型 85
4.1 土层渗流运移模型 85
4.1.1 非饱和渗流基本方程 85
4.1.2 饱和—非饱和渗流运移模型 87
4.2 吸附作用 89
4.2.1 可逆非平衡过程的动态吸附 89
4.2.2 非平衡吸附作用溶质运移 90
4.2.3 污染物液相浓度恒定的吸附 92
4.2.4 平衡吸附 93
4.3 饱和—非饱和土层溶质运移模型 94
4.3.1 溶质运移的基本方程 94
4.3.2 饱和—非饱和土层氮转化运移模型 97
4.4 多孔介质污染物运移模型 100
4.4.1 生化反应 100
4.4.2 骨架变形 102
4.4.3 孔隙水运移 103
4.4.4 液相溶质运移 103
4.4.5 孔隙气运移 106
4.4.6 多相多场耦合模型控制方程 107
4.4.7 重金属运移模型 108
4.5 地下水环境预测模型 111
4.5.1 污染源负荷评价模型 111
4.5.2 地下水水质受污染评价模型 111
4.5.3 地下水污染预测的二维平面模型 112
参考文献 113
第5章 环境岩土原位测试技术在重金属污染场地的应用 115
5.1 RCPTU在染化厂污染场地工程中的应用 115
5.1.1 工程概括 115
5.1.2 重金属离子浓度测试 117
5.1.3 重金属离子预测及空间分布规律 118
5.1.4 污染概率分析 125
5.1.5 小结 127
5.2 CPTU在膨润土隔离墙污染场地工程中的应用 127
5.2.1 工程概括与试验设备 127
5.2.2 典型测试结果 133
5.2.3 基于CPTU的物理力学特性评价 134
5.2.4 基于CPTU的固结系数评价 140
5.2.5 基于CPTU的渗透系数评价 152
5.2.6 基于CPTU的隔离墙阻隔效果智能评价 163
5.2.7 小结 176
参考文献 177
第6章 环境岩土原位测试技术在有机污染场地的应用 181
6.1 RCPTU在农药污染场地工程中的应用 181
6.1.1 工程概括 181
6.1.2 典型测试结果 182
6.1.3 电阻率与相对密实度变化特征 184
6.1.4 等效电阻率偏差率评价污染程度 186
6.1.5 小结 188
6.2 MIP-RCPTU在有机污染场地工程中的应用 189
6.2.1 MIP测试机理 189
6.2.2 模型试验验证与影响域 200
6.2.3 工程概括与测试设备 210
6.2.4 解译方法与典型测试结果 216
6.2.5 基于MIP测试的石油烃污染物的评价 218
6.2.6 RCPTU原位测试数据解译 223
6.2.7 基于原位测试的场地污染物分布辨识 230
6.2.8 小结 233
6.3 荧光探头在有机污染场地工程中的应用 233
6.3.1 场地概况与试验设备 233
6.3.2 有机污染土的荧光光谱特征试验 235
6.3.3 有机污染物监测技术结果分析 237
6.3.4 小结 239
参考文献 240
第7章 环境岩土原位测试技术在特殊土场地的应用 243
7.1 电阻率CPT/CPTU在膨胀土场地工程中的应用 243
7.1.1 RCPT模型试验概况 243
7.1.2 RCPT模型试验方案 246
7.1.3 RCPT模型试验结果 247
7.1.4 小结 255
7.2 电阻率CPT/CPTU在盐渍土场地工程中的应用 256
7.2.1 海相盐渍土电阻率特征 256
7.2.2 海相盐渍土微观结构特征 261
7.2.3 海相盐渍土微观结构定量分析 264
7.2.4 盐渍土场地概况 272
7.2.5 RCPTU结果分析 273
7.2.6 土体参数与电阻率的相关性 276
7.2.7 小结 278
参考文献 278