非饱和土渗透系数的试验研究

非饱和土的复杂性和多变性决定了其渗透特性明显不同于饱和土,无法根据土壤的基本性质从理论上分析得出,试验难度也较大。本研究采用的稳态渗流试验装置,是根据非饱和土的特性设计出的非饱和土渗透系数直接测量的一种新方法,通过对粉土和砂质壤土两种非饱和土的渗透特性进行试验研究,得出了非饱和土含水量与渗透系数的基本关系。同时,对其关系曲线进行了van Genuchten-Mualem模型拟合,得出了很好的结果。     

非饱和土的渗透函数方程

从非饱和土土水特征曲线方程出发,根据渗透函数和土水特征曲线的关系,推导出了非饱和土渗透函数方程。用拟合土水特征曲线试验结果所得参数形成的渗透函数方程与测量结果一致,由于土水特征曲线方程和渗透函数方程含有相同参数,说明了两个方程之间有内在联系。     

非饱和土的渗透性函数试验研究

非饱和土渗透系数同时受到土的孔隙比和饱和度变化的强烈影响,不能假定为常数,它是体积含水量的函数,也遵从达西定律规律。本文通过体积压力板仪绘制非饱和土土-水特征曲线目,得到体积含水量的最大值和最小值,然后根据Marshall和Kunze．的修正公式推求非饱和土的渗透系数。     

非饱和弱膨胀土土−水特征曲线拟合与渗透系数模型预测

以新疆哈密地区高速铁路弱膨胀土为研究对象,采用压汞试验测定压实程度对土样微观孔隙结构的影响,采用压力板仪和滤纸法试验测定不同干密度下重塑土样的土?水特征曲线,并基于Fredlund&Xing模型对土?水特征曲线进行拟合分析,采用变水头法测量重塑土的饱和渗透系数,基于土?水特征曲线和Childs&Collis-Gerog...     

非饱和土抗剪强度的研究

非饱和土强度一直倍受理论界和工程界的广泛关注.该文比较Bishop和Fredlund等常见的非饱和土强度公式的优缺点.基于Mohr-Coulomb准则,通过一种有效应力和土水特征曲线推导出一种新的非饱和土强度公式.该式既考虑吸力对强度的贡献,也兼顾了饱和度对强度的影响.由GDS三轴仪进行了非饱和膨胀土的剪切试验,并与相关的试验进行比较,结果表明该非饱和土强度公式是合理和有效的.     

基于一种新强度理论的非饱和土边坡稳定性分析

非饱和土强度及其边坡稳定性一直是工程界和理论界的一个重要课题.Bishop和Fredlund提出的抗剪强度公式虽被广泛接受,但应用工程仍存诸多不便.针对于此,作者提出了一种有效应力与土水特征曲线发展成的一种新的非饱和土强度公式.该公式不需多组的非饱和土剪切试验,便于工程应用.基于此强度公式,采用VB语言,结合Bishop法,编写了非饱和土边坡稳定性的计算程序,讨论了强度分层的影响,还分析了裂隙对非饱和土边坡稳定性的影响.研究结果表明,对于膨胀土边坡,强度的分层是合理的,也是必要的.     

某滑坡滑带非饱和土强度特性试验研究

借助专门的能够控制吸力的四联式非饱和土直剪仪,对清江水布垭坝区古树包滑坡滑带土的重塑样进行了一系列抗剪强度试验,验证了F red lud提出的非饱和土抗剪强度公式对滑带土的适用性,求出了该滑带非饱和土的强度参数;通过在一定基质吸力条件下量测含水率-固结压力之间的关系,指出土-水特征曲线与固结压力相关的特性。     

非饱和土吸力中的路径问题

为了明确非饱和土水分特征曲线中吸力的路径问题,使用可以同时实测吸水和失水曲线的吸引法,对几种士试样进行了试验。依据试验结果,对土的种类、粒度级配与吸力路径的关系进行了阐述。进一步对吸力路径分歧的大小以及评价方法作了讨论。     

川西地区典型非饱和红黏土土水特性细微研究

为揭示川西地区红黏土的非饱和特性,本文分别取不同孔隙比和颗粒级配的重塑土,进行了Geo-experts自平衡压力板试验和滤纸法试验。试验发现,脱湿与吸湿曲线闭合而成的滞回圈形状受孔隙比影响较大,其面积随孔隙比减小而减小。分析数据,认为Feng-Fredlund模型能较好的反应土样的非饱和特性,但残余含水率θr和拟合参数b随孔隙比的变化规律并非完全相同。另一方面,受颗粒级配影响,对不同黏粒含量土样的试验结果将不均匀系数Cu和曲率系数Cc两个参量引入模型进行拟合,探讨两者对SWCC曲线的影响程度。结果表明,脱湿过程中参数a和b均对Cc较敏感,但吸湿过程中,a对Cu较敏感。     

考虑土体开裂的膨胀土非饱和渗流分析

通过考虑与不考虑土体裂隙的对比研究，求解在给定入渗条件下的膨胀土边坡瞬态含水率分布和孔隙水压力分布，揭示了考虑裂隙影响的膨胀土边坡的渗流场变化规律，指出在降雨入渗条件下，必须考虑土体开裂的影响，才能得到符合实际情况的解答，并给出了裂隙对渗流场变化的影响途径。     

考虑地形与理化性质的土壤关键水力特性多种模型构建与比较

为获取我国南方典型湿润山区关键土壤水力特性(饱和导水率( K s)与田间持水量( F c))的精细空间数据,以南方典型湿润山区屯溪流域为样本采集区,以地形因子和土壤理化性质为输入,采用相关性分析方法建立了3种不同输入模式,采用多元线性和机器学习技术构建了多元线性回归(MLR)、遗传算法-人工神经网络(GA-BP)、支持向量机回归(SVR)和随机森林(RF)4种表层土壤水力特性模型,并将4种模型同传统土壤转换函数(PTFs)进行了对比分析,探究了不同输入模式的优劣。结果表明: K s估算效果由优到差排序为RF、SVR、MLR、GA-BP、PTFs, F c估算效果由优到差排序为SVR、RF、GA-BP、MLR、PTFs;屯溪流域 K s和 F c的空间变化呈现一致性,整体空间分布与屯溪流域高程变化保持一致,说明湿润山区表层土壤水力特性与高程存在密切的非线性关系;SVR与RF模型更适用于小样本回归问题,GA-BP模型则需要较大的样本容量来充分捕捉特征以达到理想效果。     

A systematic method based on statistical pattern recognition for estimating product quality on-line

To avoid the complexity of building mechanistic models by studying the inner nature of the object, a systematic method based on statistical pattern recognition is developed in order to estimate the product quality on-line. The mapping relationship between a feature space and a product quality space can be built by using regression analysis, and in applying clustering analysis the product quality space can be partitioned automatically. Eventually, estimating product quality on-line can be accomplished by sorting the mapped data in the partitioned quality space. A concrete problem is proposed which has a relatively small ratio of training data to input variables. By implementing the method mentioned above, a satisfying result has been achieved. Furthermore, the further question about choosing suitable mapping methods is briefly discussed.     

非饱和土渗透值计算中的水土势函数

给出了在非饱和土渗透数值计算中涉及到的水土势函数的一般形式,以及水土势函数的各阶导数,提供给非饱和渗透数值计算使用·     

宝鸡地区非饱和黄土水力参数试验研究

我国黄土分布广泛,且多处于非饱和状态,土-水特征曲线和渗透系数函数是研究非饱和黄土工程地质特性的重要水力参数。利用瞬时释放和吸入法(TRIM法)对陕西省宝鸡地区非饱和黄土进行土-水特征曲线试验;并采用van Genuchten模型、FredlundXing模型和Gardner模型对试验数据进行了拟合,其中van Genuchten模型整体拟合效果最好。试验结果表明:在脱水与吸水过程中,土-水特征曲线呈现出明显的滞回效应。以测得的土-水特征曲线为基础,采用ChildsCollis-Geroge预测模型,求出了黄土在非饱和状态下的渗透函数方程。结果表明:非饱和黄土的渗透系数与体积含水率呈正相关,与基质吸力呈反比关系,且两者均可以用指数函数表示。这为本区黄土工程地质问题,如在降雨作用下的边坡稳定性评价等提供了可靠的水力参数。     

非饱和土壤水流运动特征的显色示踪

为了研究非饱和土壤水流的运动特征,在原状土条件下运用碘-淀粉显色示踪方法,开展了6组入渗试验.通过对试验区域土壤水入渗分布的统计分析和土壤水深层渗漏量的计算,研究了土壤水流的非均匀流动与入渗水量和试验尺度之间的关系.研究结果表明,土壤水流运动表现出明显的非均匀特征;土壤水流运动的非均匀程度随着入渗水量的增大而表现出减小的趋势;土壤水流运动的非均匀程度随着试验尺度的增大而表现出增大的趋势;土壤水的深层渗漏率随着入渗水量和试验尺度的增大而呈非直线性增大.     

非饱和土壤水流问题的半离散间断有限体积元方法

讨论了二维非饱和土壤水分运动的间断有限体积元方法,给出了该格式的离散最优L2模估计和H1模估计。     

黄河源区土壤饱和水力传导度的实验室测定

为了获得黄河源区的土壤饱和水力传导度,采用渗透筒法对黄河源区的10个土柱进行了土壤饱和水力传导度的实验室测定.结果表明:黄河源区土壤饱和水力传导度空间变异强烈,各土柱之间饱和水力传导度差别较大;沙性土较之黏性土更适合在实验室测定土壤饱和水力传导度.黄河源区的土壤饱和水力传导度实验室测定值需要在累积出水量达到一定的量后才更为稳定和准确.     

非饱和土壤渗透自适应网格法数值计算

为提高非饱和土壤渗透求解的精度,综合考察现存方法的优缺点,通过理论研究,基于Richards方程变换,建立了非饱和土壤渗透求解的向前探索自适应网格有限差分法(AF法).该方法使用了水土势双曲正弦变换的隐式差分格式,并采取了自动向下搜索的空间网格形式,解决了干燥地表固定网格计算量过大的问题,同时计算速度大大提高,计算误差小于固定网格法的误差值.该方法可用于向下渗透、地下水重新分布以及土壤水向地下水位内的水体排水几种渗流方式,对土壤渗流问题的求解具有一定的参考价值和指导意义.     

三峡库区典型城郊防护林土壤饱和导水率特征研究

【目的】分析三峡库区土壤剖面饱和导水率的变化特征,了解土壤水分在不同土壤深度的运动规律,为改善防护林造林模式提供科学参考。【方法】选取位于三峡库区尾端的针叶纯林、针叶混交林、阔叶混交林、针阔混交林等典型人工林及荒地,采用恒定水头法测定土壤饱和导水率(K_s),探讨库区典型人工林土壤饱和导水率的特征及其与影响因子之间的关系。【结果】土壤饱和导水率随土层加深呈现出负指数形式的递减规律,各林分土壤饱和导水率由高到低为:针阔混交林>阔叶混交林>针叶混交林>针叶纯林>荒地。土壤有机质含量与土壤饱和导水率呈二次曲线关系,随着土壤有机质含量的增加,平均饱和导水率逐渐增加,但增加速率逐渐降低,当土壤有机质含量达到最大值(18.596 g/kg)以后其增加速率趋于平缓。土壤密度和孔隙度是影响土壤饱和导水率的最主要因素,机械组成为次要因素,其他物理因子的相关性较小。【结论】各土壤理化因子对土壤饱和导水率的影响作用不同,土壤饱和导水率越大,对延缓地表径流的作用越强。在防护林建设过程中适合营造针阔复合型防护林,有利于保持水土、防风固沙、改善环境和维持生态平衡。