保水剂对砂壤土水分二维入渗的影响

为揭示保水剂用量对有覆砂与无覆砂条件下土壤水分二维入渗的影响和规律,以裸土试验组为对照,通过模拟单点源入渗试验,研究在覆砂与无覆砂条件下保水剂用量(0、0.1%、0.2%、0.5%)对土壤水分入渗过程的影响.结果表明:两种不同条件下的土壤水分入渗规律基本一致.在入渗初期,随着保水剂用量的增大,入渗速率越小,累积入渗量越大,湿润锋在水平与垂直方向上的推移以及湿润体横纵比的差异均不显著;入渗中期的入渗速率和累积入渗量规律与入渗初期一致,但湿润锋在水平方向上的推移增大,而垂直方向上的推移减小,湿润体的横纵比增大;入渗后期,入渗速率基本趋于稳定,累积入渗量继续增大.Kostiakov入渗模型可以反映保水剂对砂壤土水分二维入渗的规律性.     

土壤含水量对土壤入渗能力的影响

基于大田多种不同土壤含水量条件下的土壤水分入渗试验，分析讨论了土壤含水量对大田土壤水分入渗能力、入渗率和Kostiakov(两参数)模型(h=Kt^α)的两个入渗参数的影响。试验结果表明：土壤含水量对大田土壤入渗能力的影响十分明显；土壤累积入渗量随土壤含水量的增加而减小；两个入渗参数随土壤含水量变化趋势明显，较好符合对数关系。研究结果对于大田灌溉、地面灌溉合理灌水技术参数的确定及水资源合理利用具有重要价值。     

土壤质地对土壤入渗能力的影响

基于不同土壤质地条件下的大田土壤积水入渗试验资料，以土壤粒径小于0．002mm的黏粒质量百分数为反映土壤质地的物理量，分析讨论了土壤质地对大田土壤水分入渗能力和Kostiakov—Lewis三参数模型参数的影响。试验结果表明：土壤质地对大田土壤入渗能力的影响十分明显；土壤质地由轻变重，土壤入渗能力减小；3个入渗参数值随着土壤质地由轻变重而递减。研究结果对于地面灌溉合理灌水技术参数的确定及水资源合理利用具有重要价值。     

峰峰新三矿煤矸石山土壤水分特性研究*

为了解煤矸石基质土壤的水分特性,为煤矸石山水土保持、生态修复和复垦提供理论依据,试验选用峰峰新三矿6种不同煤矸石基质土壤,采用室内模拟试验的方法,测定土壤孔隙度、渗透系数和水分入渗规律。试验结果表明:混合基质土壤孔隙度随掺土比例的增大而增大,掺土后基质总孔隙度显著增加;基质土壤的渗透系数山脚山腰山顶;矸土比为7∶3、5∶5和3∶7的混合基质土壤的渗透系数分别是原矸石的0.643、0.517和0.459,掺土后渗透系数显著降低。山脚矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山腰的1.111和1.078倍;山腰矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山顶的1.096和1.102倍;矸∶土/7∶3的初始入渗率和稳渗率分别为5∶5的1.152和1.149倍;矸土比5∶5的初始入渗率和稳渗率分别为矸土比3∶7的1.179和1.057倍。矸土混合土壤的初始入渗率、稳渗率均随矸土比的减小而迅速减小,入渗达到稳定状态的时间随矸土比的减小而增加。Kostiakov入渗模型更适合作为风化煤矸石的入渗模型,通用经验模型更适合作为掺土煤矸石的入渗模型。矸石掺土可以显著降低入渗率,提高累积入渗量,有益于煤矸石山的植物生长。     

泥石流源区宽级配砾石土渗透特性试验研究

对泥石流启动机理的研究表明,源地土的渗透特性具有重要的作用。通过原位双环渗水试验,对汶川地区典型泥石流沟源地土进行了原位测试,得到了初渗率与稳渗率值。对张家坪沟源地土入渗过程分析表明试样颗粒粒径较大,块石含量较多,细颗粒含量较少,孔隙裂隙较为发育,土体结构较为松散,是该区域入渗过程中达到稳定渗流的时间较长、渗透率较大的主要原因。各区域渗透系数间的差异主要由土体结构、级配特征和物质来源不同所造成。国内外相关研究根据不同土体的入渗规律提出了Kostiakov模型、Horton模型和Philip模型,使用Kostiakov、Philip和Horton三种入渗模型对入渗过程进行拟合,结果表明Kostiakov模型相关性最好,能准确的反映源地土的渗透过程;同时Kostiakov模型参数计算表明,a值在26.62~65.94之间,表明入渗过程中渗透速率衰减较快。除张家坪沟外,n值均大于0.4,表明入渗过程中土体结构变化较大,张家坪沟土体块石骨架作用较强,因此土体结构变化较小,较为稳定。     

谷子坡地的降雨入渗特征与模拟

采用人工模拟降雨方法,以谷子为对象,在3°~15°的坡地小区上分析研究了谷子坡地的入渗特征。结果表明:在实验条件下,入渗率随时间延长虽有小的波动,但总体呈下降趋势,符合幂函数规律,且与对照相比,能提高土壤入渗量;从拔节初期到灌浆初期,谷子坡地的入渗能力逐渐增加;Kostiakov、Horton、Philip和蒋定生入渗模型拟合证实,Kostiakov模型适合谷子全生育期水分入渗模拟,但估算量平均偏低10%。     

非饱和土壤有压入渗经验模型研究

基于非饱和土壤有压入渗试验,分析讨论了非饱和土壤水分有压积水入渗率随时间的变化特性,在考斯加科夫(Kostiakov)公式的基础上,建立了非饱和土壤有压入渗的三阶段经验模型.经验模型更好地反映了非饱和土壤有压入渗的过程,由其计算的累积入渗量值与实测值间的误差小于5%,与考斯加科夫三参数模型相比,和实测结果具有更好的吻合性.     

滴灌条件下压砂对土壤水分入渗的影响

以压砂地不同种植年限为影响因子,裸地为参照组(CK),采用室内土槽模拟试验研究种植年限对压砂土壤点源入渗规律的影响.结果表明:压砂土壤垂直和水平累积入渗距离都符合Kostiakov入渗模型.累计入渗距离初期CK、中砂地、老砂地垂直入渗距离小于水平入渗距离,新砂地垂直入渗距离大于水平入渗距离;入渗中后期随着时间的增加新砂地累积入渗规律不变,中砂地、老砂地和CK的垂直入渗距离依次超过其水平入渗距离.入渗时间一定时垂直入渗深度新压砂地中压砂地老压砂地CK;新压砂地水平入渗距离明显小于其他压砂土壤,中、老压砂地和CK水平入渗距离无明显差异.入渗初期垂直入渗速率新压砂地中压砂地老压砂地CK,水平入渗速率老压砂地中压砂地CK新压砂地;入渗中后期垂直和水平入渗速率减缓并趋于稳定.     

Na+含量对土壤入渗能力影响的试验研究

通过室内不同钠离子质量分数的土柱的积水入渗试验,分析讨论了土壤中钠离子质量分数对土壤入渗能力和Philip入渗模型参数的影响.研究结果表明:土壤中钠离子质量分数对土壤入渗能力的影响明显,钠离子质量分数由低到高,相同时刻的入渗率减小;土壤中钠离子质量分数影响Philip入渗模型的两个参数,与吸渗率和稳渗率间呈良好的负相关关系.研究结果可为开发利用盐碱荒地和改良盐碱地提供科学依据.     

粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土力学性能影响

为了研究粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土力学性能影响,进行不同粉煤灰掺量和沙漠砂替代率的沙漠砂混凝土28 d抗压强度和28 d劈裂拉伸强度试验研究,分析粉煤灰掺量和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土28 d的抗压强度和劈裂拉伸强度的影响规律。实验结果表明:随着沙漠砂替代率增加,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度均呈现先增大后减小趋势,沙漠砂替代率为20%时,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度均达到最大值;随着粉煤灰掺量增加,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度先增大后减小,粉煤灰掺量为10%时,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂拉伸强度达到最大值。试验结果可为沙漠砂在工程中的应用提供指导和借鉴。     

非饱和均质砂土边坡降雨入渗和稳定性分析

为了研究降雨入渗诱发滑坡的机制,通过选取典型的土性参数,利用有限元法使用软件SEEP/W对均质砂土边坡进行饱和一非饱和渗流分析,模拟边坡降雨入渗的全过程,得到降雨入渗过程的入渗量、浸润深度和含水率的瞬态分布,再利用Bishop法使用软件SLOPE/W进行边坡稳定性分析,搜索并计算最危险滑动面,得到该类型边坡的瞬态安全系数.     

云冈石窟覆盖层特征及其对石窟渗水的影响

 云冈石窟砂岩山体存在一定厚度的第四系覆盖层,能够起到阻滞降水入渗、减缓石窟渗水危害的作用.覆盖层下部砂砾层透水性强,对阻滞石窟渗水作用不大,而上部的粉土层属于低渗透介质,其厚度是决定石窟存在渗水风险与否的关键.人工入渗试验结果表明,当粉土层厚度小于0.7m时,容易导致地表积水快速下渗到砂岩顶部,而其厚度大于1.1m可以有效阻滞水分下渗;地表积水可以在具有薄层粉土的地方快速下渗,然后通过侧向渗流影响石窟渗水;植物根管的存在会显著加快水分下渗的速率,因此,云冈石窟山顶应尽可能少植树以降低石窟渗水风险.     

混砂工艺对粘土湿型砂性能的影响

通过采用 5种不同的加料顺序 ,并改变混砂时间 ,研究了混砂工艺对粘土湿型砂性能的影响。结果表明 ,型砂各性能均随加料顺序和混砂时间的不同而变化。当型砂中不含煤粉时 ,采用先干混后湿混的工艺 ,型砂性能较好 ;当型砂中含有煤粉时 ,采用原砂和水先湿混 ,然后再加膨润土、煤粉的混制工艺 ,型砂性能较好 ;煤粉的介入与未加煤粉时比 ,除透气性外 ,其他各性能均有提高 ;随混砂时间延长 ,各性能均呈上升趋势 ,当混砂时间为 8～ 16 min时 ,各性能趋于稳定     

砂土夹层的阻水减渗机制及合理埋深

土壤中设置砂层将起到阻水减渗的作用,使大部分土壤水分滞留在砂层在上的细质土层中,这是近年来提出的较为有前途的建筑减渗防渗措施。从物理角度和土壤能量观点分析了砂层在土壤中的阻水减渗性;同时从建筑防渗角度对砂层最优埋深作了分析,给出了表层土壤的水分分布的解析解。     

磷酸酯改性呋喃树脂固砂剂的制备及性能研究

针对树脂固砂剂一直存在固砂强度与地层渗透率保留率之间的矛盾,开展了磷酸酯改性呋喃树脂固砂剂的研究,研究中以磷酸、聚醚（L35）、呋喃树脂为主要原料,通过羟基缩聚制备出磷酸酯改性呋喃树脂水性聚合物,并将其用水稀释3倍后作为油田固砂剂使用,一方面,以水作为天然增孔剂,另一方面,在水环境下成膜固化,既保证了固砂强度,又保证了高地层渗透率,有效解决了长期困扰化学防砂效果的难题。研究结果表明,磷酸酯改性呋喃树脂用水稀释3倍浸入砂粒后,于水下环境中60～80℃保温48 h可固结砂粒,固砂强度大于4 MPa,适合油田水下环境固砂。截至2019年3月,现场应用10口油井,控砂成功率达100%,累计增油13 000 t,应用效果良好。     

布袋沙障对流动沙丘地表风沙和土壤湿度的影响

 为了解布袋沙障对风沙流和土壤湿度的影响,通过测定风速和采集地表0~30 cm 输沙,同时对地下0~40 cm 土壤含水率进行测试,分别研究1 m×1 m、2 m×2 m、3 m×3 m 规格布袋沙障防风效能、粗糙度、输沙量和土壤湿度差异。结果表明,布袋沙障能够有效提高0~30 cm 高度范围的防风效能,增加地表粗糙度,显著降低0~30 cm 地表输沙量和改变风沙流结构。3 种布袋沙障的防风效能顺序为1 m×1 m>2 m×2 m>3 m×3 m,1 m×1 m 与其他两种规格布袋沙障的防风效能差异显著（P<0.05）,2 m×2 m 和3 m×3 m 规格布袋沙障的防风效能间无显著差异;粗糙度顺序为1 m×1 m>2 m×2 m>3 m×3 m>对照,1 m×1 m、2 m×2 m 和3 m×3 m 规格沙障粗糙度分别比对照高91.31%、78.88%和76.26%,差异极显著（p<0.001）;0~30 cm 输沙量顺序为对照>3 m×3 m>2 m×2 m>1 m×1 m,对照的0~30 cm 输沙量达到了71.43 g/（min·cm²）,是布袋沙障的32.98 倍,3 种规格布袋沙障与对照沙丘2~10 cm 和0~1 cm 两层沙量的比值λ均大于1,说明在监测期内地表均处于风蚀状态。土壤含水率顺序为对照>3 m×3 m>2 m×2 m>1 m×1 m,在0~20 cm 土层此变化趋势明显,对照的土壤含水率分别比3 m×3 m、2 m×2 m、1 m×1 m 规格沙障样地的土壤含水率高55.15%、58.63%和67.45%。     

滨海细砂路基沉陷机理

为了揭示滨海细砂路基沉陷机理,在实地调研和文献调研的基础上,通过路基湿度状态分析、重复动三轴试验和固结变形试验,研究基于淤塞效应的滨海细砂路基累积沉降量.研究结果表明:滨海细砂路基沉陷主要由细砂渗流—迁移—淤塞现象引发的细砂路基动力变形、固结变形以及砂土流失三部分组成;施工期间,高雨强条件下降雨入渗水流引发细砂迁移—淤塞现象,使得砂芯长时间处于高含水率状态;运行期间,淤塞且过湿的砂芯在重载交通和土压力长期作用下出现过量的动力变形和少量固结变形,从而引发细砂路基沉陷现象.     

钢纤维混凝土中合理砂率的研究

合理的砂率值主要应根据混凝土拌合物的坍落度、粘聚性及保水性等特征来确定，因本试验所拌制的混凝土，其拌合物和易性均良好，故只有通过硬化混凝土的质量来判断、确定合理的砂率。通过CF40混凝土在水灰比为0．41时的试验数据，分别对钢纤维掺入量为0．2％、0．4％、0．6％、0．8％时的抗压和砂率的关系进行分析，确定在不同钢纤维掺入量情况下的合理砂率。     

机制砂混凝土抗滑性能的影响因素分析

为了研究机制砂混凝土路面抗滑性能的影响规律,采用摆式摩擦法与表面回弹法,研究了水灰比、砂率、机制砂掺率、石粉含量等因素的影响,基于灰色系统理论对各影响因素进行了重要性排列。研究表明,机制砂抗滑性能低于天然河砂,石粉会显著改变机制砂混凝土的表观构造,各影响因素之间灰色关联排序为砂率水灰比石粉含量机制砂掺率,根据以上结论设计了机制砂混凝土抗滑性能预测模型,经验证此模型与试验实测值相关性较好。