非均匀砂土管涌侵蚀机理试验研究

管涌对堤防和大坝的危害严重而常见,目前对非均匀砂土管涌发生机理以及颗粒流失规律的研究不够深入.通过室内渗透试验,在特定条件下,从测压管水位变化、渗透系数、细颗粒运动趋势、累计涌砂量以及平均涌砂速率等方面来研究非均匀砂土的管涌发生与发展规律.揭示了试样内部细颗粒运动趋势以及渗透系数变化规律.     

变水头下管涌细颗粒迁移试验

为研究洪峰过境堤基发生管涌时内部细颗粒运动及迁出规律,采用变水头模拟洪水,对间断级配无黏性土进行室内管涌试验。以常水头下管涌规律作为对照组,使用彩砂追踪管涌过程中细颗粒的迁移,依据试验结果对不同细颗粒含量和不同孔隙比试样的渗透系数、细颗粒流失量等进行了分析。结果表明:变水头作用下,细颗粒在下降段存在逆流运动;细颗粒流失主要集中在下游,相同试验条件下,变水头流失的细颗粒比常水头多,迁移通道贯通范围大;细颗粒含量越大,孔隙比越小,在水头循环后最大破坏水力梯度差越大,细颗粒流失越严重。     

黏性土渗透系数测定的影响因素分析

土的渗透性是土力学研究的基本问题,渗透系数是反映土体渗透性的重要参数,准确测定土体的渗透系数有重要的理论与工程应用价值。通过变水头试验,分析了变水头管横截面面积、起始水头高度、记录水头高度变化的时间间隔、温度等因素对测定渗透系数的影响,并得到渗透系数随孔隙比和干密度的变化规律。结果表明:试验前应对变水头管的横截面面积进行校订以减小误差;当起始水头高度为110、120、140cm时,渗透系数随着记录水头高度变化的时间间隔增大而减小,且曲线形式相似,当起始水头高度为100cm时,渗透系数随时间间隔的增加变化不大,因此,建议起始水头高度设置在100cm;为降低变水头管内水分蒸发对渗透系数的影响,建议记录水头高度变化的时间间隔宜小于150min;渗透系数与初始孔隙比和干密度的拟合关系均符合二次型函数。     

横观各向同性圆形基坑抽水-水位恢复试验数值分析

为模拟井点抽水引起的圆形基坑内外水头变化以及地面变形,考虑水力特性和力学特性的横观各向同性及地下结构物的影响,建立了轴对称柱坐标系下的饱和-非饱和土固结模型.基于该模型,模拟两组圆形基坑抽水-水位恢复试验,分别研究弹性模量和初始饱和渗透系数的横观各向同性对水头和土体位移的影响.结果表明,当弹性模量越大时,水头越易改变,土体位移越小;当初始饱和渗透系数越大时,水头变化量和土体位移越小.     

基于电阻率的砂土渗透系数测试方法

为了实现土体渗透系数的实时检测,利用电阻率测试无损和快速的优点,对砂土的电阻率及常水头渗透进行了检测试验,研究了砂土渗透系数和结构因子随孔隙率的变化规律,讨论了渗透系数与结构因子的关系.试验结果表明:渗透系数随着孔隙率的增加而增加,均值粒径越大,渗透系数增加越快;结构因子随孔隙率的增大而减小,结构因子越小,渗透系数越大;并给出了渗透系数与结构因子的关系式,由结构因子换算得到的渗透系数与常水头测试的结果一致.     

砂土中黏粒含量对渗透性的影响

边坡滑动、地基液化等灾害现场土体中都含有一定含量的黏粒,且黏粒对砂土液化影响显著,因此研究不同黏粒对砂土力学特性的影响具有重要的工程意义。通过常水头渗透与变水头渗透试验,测定了纯砂及掺入不同黏粒后砂土的渗透系数。探讨了干密度、孔隙比与渗透系数之间的关系,分析了不同种类黏粒的砂粒间孔隙比对砂土渗透系数的影响。结果表明:黏粒含量越大,砂样的渗透系数越小;膨润土较高岭土对砂土渗透系数的影响更为显著;含黏粒的砂土砂粒间孔隙比随着黏粒含量的增加而增大。     

盐分对遗址土体渗透性及孔径的影响

为了探讨盐分对遗址土体渗透性的影响,通过室内变水头饱和渗透试验,对洗盐后的素土分别以0.2%(质量分数)的梯度加入Na Cl和Na2SO4这2种可溶盐,测试特定盐分含量和类别的含盐土的渗透系数,同时,通过压汞试验测试含盐土体内部空隙结构的变化,从微观上对渗透试验结果进行论证。研究结果表明:随着含盐量的增加,含盐试样的渗透系数逐渐减小,两者符合较好的负指数相关性;随着含盐量增加,含盐试样的孔径分布曲线逐渐向左发生偏移;孔径分布曲线的峰值点随含盐量增加,呈现出以指数形式减小,这一点与渗透试验结果相对应;土体内部的孔隙结构与其渗透性直接相关,盐分的存在会对土体内部的孔隙起到一定程度的堵塞和充填作用,从而影响土体的渗透性。     

变水头压力渗透仪的研制及应用

为了研究荷载对粘性土渗透系数的影响,研制了荷载作用下粘性土渗透系数量测的新型室内试验装置——变水头压力渗透仪,该装置同时具备土样制备、渗透系数测量及位移量测等功能.利用该装置对不同初始压实度粘性土进行了相关试验,测定出不同荷载条件下土体的渗透系数值.通过Origin 8.0软件进行回归分析后,得到荷载与渗透系数的对应关系.     

微灌自清洗网式过滤器水头损失的试验研究

微灌自清洗网式过滤器适应大力发展节水灌溉技术的需求。对微灌自清洗网式过滤器分别进行清水和浑水水头损失试验研究,结果表明:在清水条件下,当流量在0~90 m3/h时,自清洗网式过滤器水头损失随流量变化缓慢;当流量在90~240 m3/h时,随着流量的增大,其水头损失增加较快,并确定了不同流量条件下自清洗网式过滤器清洁压降关系式。含砂量一定时,进水流量越大,自清洗网式过滤器局部水头损失越大,过滤周期越短;进水流量一定时,随含砂量的增大,自清洗网式过滤器过滤周期缩短,局部水头损失增加的趋势变大。     

动载下砂土体孔压的累积和消散及其参数分析

基于OpenSees有限元软件平台,采用循环荷载下土体的多屈服面模型,对振动台上土体的孔压的累积和消散进行了数值模拟,并与VELACS动力离心机NO.1模型试验结果进行了对比,得到二者有较好的吻合性.进而对影响孔压的有关参数进行了敏感性分析,结果表明:土体孔压变化对饱和土体密度、流体密度、渗透系数、剪缩参数四个参数较为敏感,对剪胀参数及液化参数不敏感.饱和土壤密度、剪缩参数越大,孔压累积与消散速度越快,峰值孔压越大;流体密度越大,孔压累积与消散速度越慢,峰值孔压越小;渗透系数越大,孔压累积越慢、消散越快,峰值孔压越小.随着测点埋深增大,剪缩参数和渗透系数变化对节点峰值孔压的影响更加明显,而饱和土壤密度和流体密度则表现出相反的特点.