复合土钉墙支护基坑颗粒流数值模拟研究

利用基于离散元理论的颗粒流软件PFC3d建立基坑开挖土钉支护的三维颗粒流模型,通过分析有复合土钉墙支护基坑和无复合土钉墙支护基坑数值模型的位移场和应力场,研究复合土钉支护基坑开挖过程的规律和土钉支护的机理。由于复合土钉的作用,复合土钉墙支护基坑和无复合土钉支护基坑在变形程度和变形模式等方面存在较大差异。复合土钉墙支护基坑挡墙变形较小,出现“两头小、中间大”的大肚状变形模式,坑底隆起量和墙后土体沉降量相对于无土钉墙支护基坑均较小。利用土拱效应来分析复合土钉支护机理,认为土钉支护作用不仅仅是土钉和土体之间相互拉拔作用,土拱效应才是复合土钉墙支护作用机理的关键。细观机理研究和颗粒流数值模拟为复合土钉墙支护基坑的机理研究提供新的思路和方法。     

自升式平台插桩过程CEL分析及验证

插桩对自升式平台总体响应和设计影响很大,插桩预测有助于保证平台安全工作和减少刺穿事故。本文采用欧拉-拉格朗日耦合法(CEL)研究桩靴在粘土中的插桩性能。土体采用三维减缩积分欧拉单元离散,并定义为von-Mises弹性塑性模型;桩靴简化为刚体,其与土体间的相互作用采用加强沉浸边界法模拟。与Hossain所做的土工离心模型试验对比表明:von-Mises模型可以有效模拟出插桩过程中土体的流动特性,与试验模型所得结果吻合良好;在插桩过程中,土体发生了表面隆起、壁面坍塌、土体回流和局部流动等4种流动失效现象;Skempton方程忽视了土体部分回流对桩靴承载力的影响,在插桩前期预测结果偏大,后期与数值解一致。     

小流域降雨径流水土流失三因子关系

通过小流域的降雨形成径流及土壤流失定点定位的试验研究,分析了三者(降雨径流水土流失)的主要成因,找出了基本规律及经验预报方程。     

太湖地区农田土壤大孔隙及胶体释放对有效磷下渗的影响

为了进一步验证农田土壤中大孔隙流及农业活动引起的胶体释放对磷素下渗污染地下水的影响,采用太湖地区农田土壤进行平行土柱试验。结果显示:模拟土壤胶体(质量浓度约为50 mg/L)释放情况时,土壤水流中胶体物质和有效磷的垂直迁移速度明显加快,土柱底部(100 cm深度)出流中有效磷的渗漏速率达到0.15 kg/(m2·d),比自然状态增大约15.4%;当土壤中存在约5%(体积分数)的大孔隙情况下,土柱底部的有效磷渗漏速率达到29.9 kg/(m2·d),大孔隙引起的优势流对胶体和有效磷的下渗起主导作用,而土壤胶体物质释放引起的辅助作用约占3.2%。土壤胶体释放对土壤p H和电导率等产生影响,进而影响溶质的运移转化过程。太湖地区农田土壤中广泛存在大孔隙引起的优势流及农业耕作活动引起的土壤胶体释放,为有效磷垂直下渗提供了加速途径,对地下水磷污染造成了较大的影响。     

Dynamic Mechanisms for Evolution of Mountain Rural Settlements and Soil Conservation in Upper Yangtze River Basin

This paper presents the logic relationship between rural settlement reconstruction and soil conservation in the Upper Yangtze River. Firstly, by introducing the concepts of ＂flow＂ and ＂intercepted flow＂, we probe into the dynamic mechanism on interaction between ecological and environmental system, and then point out that the ＂intercepting sites＂ are physical conditions for establishment of human settlements in mountains. Secondly, by using ecological theories, ＂flow＂, ＂source＂, and ＂sink＂, material cycle and energy flow in mountains have been discussed. Thirdly, according to dissipative structure theory and thermodynamic laws, a hypothesis has been proposed that ＂entropy flow＂ is a dynamic force for settlement evolution. Finally, it is argued that a project for soil conservation is set to control and utilize flows so rural settlements can be supported and farmers＇ life improved.     

不同雨强下土壤大孔隙对坡面流水动力学参数的影响

以室内试验槽为平台,利用人工模拟降雨试验,定量分析了坡度为5°时,在30mm/h,60mm/h和120mm/h降雨强度下,有大孔隙试验槽和无大孔隙试验槽坡面流的水动力学参数的异同点.结果表明,各场次降雨的两坡面流的流态均为层流,除降雨强度为30mm/h时,无大孔隙坡面的坡面流为急流外,其他场次的水流均为缓流;在同一降雨强度下,相对于无大孔隙坡面,有大孔隙坡面的坡面流流速、单宽流量、弗劳德数和雷诺数较小,径流深、径流切应力、水流运动阻力以及坡面糙率较大;随着降雨强度的增大,两坡面的径流深和单宽流量增加,坡面流流速、径流切应力和雷诺数均增大,阻力系数和曼宁糙率均呈现先增大后减小的趋势,弗劳德数则呈现先减小后增大的趋势.     

浙西山区水土流失成因分析

本文就浙西山区土流失现状及其成因，进行了分析研究。近二十多年来，本区水土失加剧，表现在河流含沙量和输沙量增加，流域侵蚀量成倍增大，导致土质沙化，土壤肥力减退，河床淤高，水库淤积，生态环境日趋恶化。穷苦原因有自然因素和人为因素两方面。只有在一定的地质、地形、气候和植被等自然条件下，才能产生水土流失。但它相对于人为因素而言，是较稳定且变化缓慢，通常不会造成生态环境的剧烈变化。而人类对山区的自然、经济规     

双层孔隙介质水阻与绕流量分析

根据以往的实验研究,双层孔隙介质对水分流量的分布有着比较大的影响.通过相关的实验,确定了影响绕流的一些因素.针对双层孔隙介质的水阻与流量之间的关系展开分析,推导出一些水阻与流量的相关基本公式,可以对于双层孔隙介质,乃至多层孔隙介质的各区域流量分配进行比较合适的初步计算.     

吸力锚下沉过程中土塞高度计算

针对吸力锚试验模型建立了有限单元计算模型，对吸力锚下沉过程中土塞的生成进行了模拟计算分析，对吸力锚下沉过程中存在的渗流等因素进行了充分考虑，将计算结果与模型试验结果进行了对比分析，结果表明该计算是基本可行的，对于目前国内，外对这一方面还无任何经验可以借鉴的时候，可以用此计算方法作为吸力锚施工过程中土塞高度的预测算算。     

高速公路路堑边坡的侵蚀临界坡度

针对降雨条件等环境影响条件下路堑边坡存在的临界坡度,指出坡面流侵蚀的定义并系统分析了坡面流侵蚀的主要影响因素,利用泥沙运动力学理论,研究了坡面土壤侵蚀率与坡面流的剪切力之间的变化关系.同时,对坡面流水力学参数(流速、水深)对临界坡度影响的规律进行研究,得出了一定高度边坡坡面流的剪切力随坡度变化规律,即一定高度边坡的侵蚀临界坡度为22.2°.可为工程计算提供依据.     

Energy flow between litter of Puccinellia tenuiflora community and soil microorganisms in Songnen Grassland in Northeast China

The energy flow process between litter of Puccinellia tenuiflora community and soil microorganisms has been studied and a compartment model established to discuss the characteristics and function of microorganism during decomposing litter. The results show that during the process of energy flow through microorganism, the energy input is 1357.84 kj'm^-2'a^-1; the energy absorbed by microorganism is 733.97 kj'm^-2'a^-1in which up to 552.29 kj'm^-2'a^-1 energy is consumed for respiration and the energy about 181.23kj'm^-2'a^-1 is formed for microorganism biomass. 95% of the litter accumulated on the ground annually would be decomposed in 1. 85 years and the decomposition index is 1. 93. The mathematical model of the energy x^( t) absorbed by microorganism of the year was described as x₂(i) = 733. 97 -0. 82e^-1.85t and the model of the energy x₂(t) formed for microorganism biomass of the year is expressed as x2( t) = 181.23 - 0. 37ee^-1.85t + 0.005ee^-4.05t. The equilibrium state of the energy absorbed by microorganism is 733.97 kJ'm^-2*a^-1 and the equilibrium state of the energy formed for microorganism biomass is 181.23 kj*m^-2*a^-1.     

考虑气相作用的降雨入渗对非饱和土坡稳定性的影响

为了精细分析降雨入渗对非饱和土坡稳定性的影响,在考虑气相对降雨入渗过程的影响基础上,利用水-气二相流模型模拟入渗水流驱替土壤空气的水-气二相流过程,计算降雨入渗下土坡的孔隙水压力、孔隙气压力、基质吸力和含水量的变化;并建立了同时考虑由有效黏聚力、净法向应力,还有基质吸力引起的强度对边坡稳定的影响的非饱和土坡稳定分析模型．通过算例分析得出：无论是否考虑基质吸力的作用,由于降雨入渗改变了土体的净法向应力和土的容重,使得非饱和土坡的安全系数降低,而后的蒸发作用会使土坡的安全系数有所增大;在相同的渗流条件下,基质吸力的作用使同一滑动面上的安全系数增大．     

海堤地基软土夹层的塑流分析

软土夹层地基上的土堤很可能由于软土夹层的塑流而导致破坏．将土作为非线性弹性体，基于邓肯－张模型、土的塑性平衡以及应力重分布．采用非线性有限元法计算了地基的变形和软土层的塑性区域，并根据这些计算结果探讨了软土塑流导致土堤失稳的条件，提出了相应的、工程实用的计算公式。     

饱和土壤动力渗流的非线性分析

在给出饱和二相土壤介质的动力有限元分析基本方程的基础上，论述了考虑土壤弹塑性效应分析的一般方法，并以此为基础编制了土壤与结构相互作用动力分析程序ＤＩＡＳＳ．文中给出数值算例。本文的工作为对二相饱和土壤介质更深入的研究打下了基础。     

高频、循环振动情况下含砂量对软土流动性影响

软土在振动作用下的动力学特性与土体中的大颗粒含量有着密切联系。本文通过固定围压下的拖球试验,研究了在局部、高频循环振动条件下,不同含砂量对软土流动特性的影响,并总结出在不同振动频率作用下,含砂量变化对软土流动性所表现出的作用规律。研究表明：当振动频率较低时,含砂量的增加对土体流动性有抑制作用;当振动频率超过一个临界值时,该抑制作用变得不再显著。对于高频循环振动,随着含砂量的增加,土体流动性呈现出越来越快的收敛趋势,且收敛速率和振动频率之间没有明显关系。同时,在整个循环振动过程中,首次振动对土体流动性的增强作用占据主导地位,后续振动过程对土体流动性的增强作用非常微弱。由此可见,掺砂可以有效促进路基软土在高频、循环振动作用下的流动性收敛,研究结果对解决高铁路基工后持续沉降问题有一定的指导意义。     

气相抽提法去除土壤中挥发性有机污染物现场试验研究

为研究气相抽提技术(SVE)现场去污效果及影响因素,在北京市某化工厂搬迁遗留场地,以苯系物为目标污染物,应用气相抽提法进行场地污染修复现场小试,考察了气相抽提真空度、气体抽排流量、空气渗透率及温度变化等的影响。试验结果表明,抽提真空度存在最优值(试验场地在30 k Pa左右),在该值附近,抽取的气体流量最大(流量为13.5 m3/h);抽出气体的污染物浓度及去污速率随流量增大而提高,在不考虑污染物由土壤中迁移过程的限制时,去污速率基本正比于抽气流量;土壤的透气性越强,气相抽提的影响半径越大,抽气流量以及去除污染物的速率也越高;抽出气体的污染物浓度及去除速率总体随温度的升高而增大。     

开孔铺面土柱入渗试验及对地表径流削减作用分析

对开孔铺面的土柱入渗试验结果是：在充分供水条件下,下渗强度和下渗量的大小与土壤性质、土壤含水量及淹水深度有关,利用试验结果对典型城市设计暴雨分析表明,开孔铺面对地表径流确有削减作用,但不同的土壤性质、土壤含水量,降雨强度、降雨历时的削减作用有显著的判别。     

纯粘无重土上圆形基础的极限承载力

对圆形基础作用下纯粘无重土的塑性流动,给出了基本满足静力许可条件的应力场和完全满足运动许可条件的速度场,运用虚功率原理,求解出该基础的极限承载力解析解,它较数值积分计算简明,精度较高,结果较理想,可供工程设计参考。     

西宁瓦窑沟流域水土流失成因及其治理措施

以西宁市瓦窑沟流域自然地理和工程地质条件为基础,研究了该地区水土流失的成因和危害,认为自然因素和人为因素是瓦窑沟流域水土流失现象产生的主要成因;在此基础上提出了治理研究区水土流失的方案和措施。     

论闸下冲刷的计算

本文探讨了闸下各种情况冲刷的计算问题。对于无粘性土质河床的闸下级流冲刷,视作推移质运动平衡问题处理,导出了一套计算冲刷平衡水深、河宽及河底纵坡降的公式。对于无粘性土质河床的闸下急流冲刷,则根据动床模型系列试验数据,分析得到了计算最大冲刷平衡水深的回归公式。对于粘性土质河床的闸下缓流或急流冲刷,引用了当量粒径的概念,将其化为和该粘性土具有同等抗冲能力的无粘性土质河床冲刷问题求解,并据有关资料分析得到了由粘性土凝聚力指标求取当量粒径的简捷公式。本文末还给出了算例。