花岗岩体单裂隙中核素迁移数学模型Ⅲ.扩散模型及其有限单元法解

以北京市阳坊地区地表新鲜花岗岩为实验介质 ,在含有天然裂隙面切割的花岗岩柱中进行了核素扩散实验。考虑了花岗岩基质扩散、裂隙表面吸附和基质吸附等因素对核素扩散的影响 ,着重探讨了花岗岩基质扩散对核素在裂隙中迁移的影响。建立了相应的二维扩散数学模型 ,运用有限单元法求得其数值解。将数值解、解析解和实验值进行了对比 ,三者较吻合 ,说明所建立的数学模型能很好的反映实际实验条件 ,模型是正确的 ,所进行的数值离散是合理的。由数学模型估算的迁移参数为 :基质域中 ,扩散系数Dp=5 915× 10 -13 m2 /s,孔隙度ε =0 0 19,阻滞系数Rd=1 46× 10 3 ;裂隙中 ,扩散系数Df=1 18× 10 -9m2 /s,等效孔隙度ε =0 87,表面阻滞系数Ra=130 6。