扩散现象是工程中常见的一种现象，涉及很多领域，如海水入侵、地热开发、油气开发、核废料泄漏、溶质运移等。采用经典Fick定律描述的扩散模型，仅考虑浓度梯度的影响，导致大量的扩散现象得不到合理解释。　　多组分溶质共存是实际堆场工程渗滤液的典型特征。与单种离子的扩散过程相比，不同离子间的相互作用以及离子与土体骨架间的相互作用会影响离子在黏土垫层中的扩散进程及运移规律。因此准确的描述多组分溶质离子共存复杂情况下的离子扩散运动，建立完善的扩散模型对于高效评估黏土垫层的服役性能具有极其重要的意义。本文针对各类堆场中多组分溶质并存的实际工程现象，基于动量平衡方程建立了考虑组分活度及黏土介质自身带电性的多离子体系扩散模型。主要研究工作和成果如下:　　(1)在两尺度框架内（微观尺度和宏观尺度），基于有效浓度描述的离子微观质量平衡方程和动量平衡方程，采用体积平均技术，推导了离子的宏观质量和动量平衡方程，实现了将微观溶质迁移方程升级到宏观尺度，能够描述黏土微观结构对溶质扩散的影响。　　(2)在离子的运移方程中引入了活度系数，可描述多组分渗滤液情况下离子的非理想性以及单种离子参与运动的有效浓度，从而构建得到适用于多孔介质材料的可考虑孔隙液相组分活度的多组分溶质非线性扩散理论框架。从理论层次实现了对离子在黏土垫层中迁移的所有机制（对流、扩散和吸附）以及相关驱动力（化学势梯度、压力梯度、离子偏应力、离子间摩擦力以及离子与黏土骨架间摩擦力）的全面描述，所建理论框架具备理性化和系统化。　　(3)基于推导离子宏观动量平衡方程，通过给定相关驱动力（化学势梯度、压力梯度、离子偏应力、离子间摩擦力以及离子与黏土骨架间摩擦力）的具体本构方程，建立了多离子体系在黏土垫层中的扩散方程。　　(4)考虑溶质扩散的依托环境，即多孔介质自身带电特性（土颗粒带负电）影响，对受土体电场影响的溶质离子活度系数模型进行修正，建立了基于动量平衡的多组分溶质在带电性黏土中的扩散模型。　　(5)结合定解条件，运用有限元软件COMSOL Multiphysics对所建多离子体系在堆场黏土垫层中的扩散模型进行数值求解，并验证其正确性。模拟结果表明，与单种离子扩散过程相比，离子间的摩擦作用、离子与土体骨架间的摩擦作用、离子的活性均阻滞了相应单种离子的扩散进程，其中离子与土体骨架间的摩擦作用和离子的活性对单种离子扩散的阻滞效果最为显著;而土体负电特性对离子活度系数的影响，在溶质浓度相对较大情况下，效果较为明显，延缓了溶质扩散的进程。因此在评估堆场黏土垫层服役性能时，应考虑多孔介质（土体）自身带电性及离子活性因素的综合影响效应。