[发明专利]适用于软土地区的垂直隔离屏障设计深度和厚度计算方法

权利要求书

1.一种适用于软土地区的垂直隔离屏障设计深度和厚度计算方法，其特征在于所述计算方法包括以下步骤：

（步骤一）根据污染场地的功能要求选择所需采用的垂直隔离屏障类型，所述垂直隔离屏障可以是悬挂式垂直隔离屏障或嵌入式垂直隔离屏障；

（步骤二）若所述垂直隔离屏障为所述悬挂式垂直隔离屏障，则其设计深度的计算方法包括以下步骤：

（1）确定所述悬挂式垂直隔离屏障的设计服役期T以及击穿标准Cs，所述击穿标准是指所述悬挂式垂直隔离屏障的底部或外侧壁的污染物浓度阈值；

（2）根据污染物位置至所述悬挂式垂直隔离屏障底部间土层的特性，确定所述土层的等效渗透系数K和等效水动力弥散系数D；

（3）按照所述击穿标准，根据计算公式 C=0.5C₀erfc(Y) 计算中间量Y值，其中：

C为所述悬挂式垂直隔离屏障底部或外侧壁的污染浓度，单位为mol/L，在计算过程中令C=Cs；

Cs为所述悬挂式垂直隔离屏障底部或外侧壁的击穿标准，单位为mol/L；

C₀为所述悬挂式垂直隔离屏障开始服役时污染物的最大深度B₀处，污染土体孔隙中液相的污染物浓度，单位为mol/L；

erfc为余误差函数，erfc(Y)=1-erf(Y)，；

（4）结合所述击穿标准，通过计算公式 计算所述悬挂式垂直隔离屏障在土体中的设计深度B，其中：

D为最大污染深度B₀与所述悬挂式垂直隔离屏障设计深度B之间土体的等效水动力弥散系数，单位为㎡/s；

T为所述悬挂式垂直隔离屏障的设计服役期，单位为年；

v_z为平行于所述悬挂式垂直隔离屏障方向的渗流速度，单位为m/s；

B₀为污染物的最大深度，单位为m；

（步骤三）若所述垂直隔离屏障为所述嵌入式垂直隔离屏障，则其设计深度按照所述悬挂式垂直隔离屏障的设计深度计算方法进行计算。

2.根据权利要求1所述的一种适用于软土地区的垂直隔离屏障设计深度和厚度计算方法，其特征在于步骤三中所述嵌入式垂直隔离屏障设计厚度的计算方法包括以下步骤：

（1）确定所述嵌入式垂直隔离屏障的设计服役期T以及击穿标准Cs，所述击穿标准是指所述嵌入式垂直隔离屏障外侧壁的污染物浓度阈值；

（2）根据所述嵌入式垂直隔离屏障的材料类型，确定所述嵌入式垂直隔离屏障的渗透系数Ke以及有效扩散系数De；

（3）若所述嵌入式垂直隔离屏障的局部渗透系数Ke大于阈值，则考虑渗流和扩散作用，利用计算公式 C=0.5C₀erfc(Y)计算中间量Y值；在获得中间量Y值后，计算所述嵌入式垂直隔离屏障的设计厚度H，计算公式为：

若所述嵌入式垂直隔离屏障的渗透系数Ke小于阈值时，则不考虑渗流作用，利用计算公式 C=C₀erfc(Y)计算中间量Y值；在获得中间量Y值后，计算所述嵌入式垂直隔离屏障的设计厚度H，计算公式为：

上述式中：

C为所述嵌入式垂直隔离屏障底部或外侧壁的污染浓度，单位为mol/L，在计算过程中令C=Cs；

Cs为所述嵌入式垂直隔离屏障底部或外侧壁的击穿标准，单位为mol/L；

C₀为所述嵌入式垂直隔离屏障隔离范围内土体孔隙中液相的污染物浓度，所述污染物浓度在所述嵌入式垂直隔离屏障的深度范围内存在差异，取所述污染物浓度的最大值，单位为mol/L；

erfc为余误差函数，erfc(Y)=1-erf(Y)，；

De为污染物在所述嵌入式垂直隔离屏障中的有效扩散系数，单位为㎡/年；

T为所述嵌入式垂直隔离屏障的设计服役期，单位为年；

v_x为垂直于所述嵌入式垂直隔离屏障方向上的渗流速度，单位为m/s。

3.根据权利要求1所述的一种适用于软土地区的垂直隔离屏障设计深度和厚度计算方法，其特征在于步骤二中所述悬挂式垂直隔离屏障的设计厚度按照最小厚度进行设计确定，且该最小厚度满足所述嵌入式垂直隔离屏障的设计厚度计算方法的验算结果。