降雨入渗对边坡稳定性的影响研究

为了研究西藏林芝特有土质边坡在降雨入渗条件下的稳定性,在饱和-非饱和土理论的基础上,利用有限元软件对边坡在发生降雨入渗后土体的孔隙水压力和变形两个方面进行研究.通过数值模拟结果可知,发生降雨后边坡的孔隙水压力与降雨前相比有所上升,并且随着降雨历时的增加,孔隙水压力的影响深度也在持续增加,但在15 m以下的土体中,孔隙水压力随雨水入渗的变化相对较小,说明达到一定的深度后降雨对土体的抗剪强度影响较小;另一方面,雨水的入渗导致了边坡在水平和竖直两个方向的变形,变形的形式主要表现为坡顶的向下沉陷和坡脚处向外侧的移动,并且随着降雨时间的增长变形在不断地增加,导致边坡存在发生滑动变形的趋势.     

降雨入渗对尾矿坝稳定性的影响

通过对某尾矿坝进行ABAQUS二维建模,运用了修正Mohr-Coulomb破坏准则建立了在降雨入渗条件下坝体的非饱和土流固耦合有限元计算模型;通过采用合适的土-水特征曲线得到了非饱和边坡变形与应力的若干模拟结果并与实测结果进行对比分析。研究成果为继续研究尾矿坝在降雨入渗条件下的稳定性分析提供了基础。     

不同土壤质地的滴灌点源入渗规律研究

以试验为基础,测定了重壤土、中壤土、砂壤土在不同滴头流量、不同灌水量下的点源入渗运动过程,研究滴灌点源入渗土壤水分分布与运移规律。研究表明点源湿润锋的水平、垂直距离与入渗时间之间符合良好的幂函数关系,湿润锋水平、垂直运移速率与入渗时间均满足良好的幂函数关系,土壤含水率与湿润锋水平、垂直运移距离之间具有良好的线性函数关系,该研究结果对滴灌系统的科学设计和合理运用起到指导作用。     

膜孔灌自由入渗土壤水分运动数值模拟

以非饱和土壤水分运动理论为基础,建立膜孔灌自由入渗土壤水分运动的数学模型,利用室内试验对模拟结果进行分析验证,模拟值与实测值基本吻合,所建模型合理.用所建模型对不同因素组合下膜孔灌自由入渗土壤湿润体水分分布和入渗特性进行模拟分析,结果表明:土壤质地、容量、膜孔直径、初始含水率和灌溉水深对土壤水分分布模式影响很小.土壤质...     

不同入渗水头对土壤水平一维入渗的影响

通过对不同入渗水头下的土壤累积入渗量及湿润锋进行分析,得出了累积入渗量与不同入渗水头以及湿润锋与不同入渗水头之间的变化规律,即随着入渗水头的增加,其累积入渗量和湿润锋在整体上有增加的趋势,但其增加的趋势并非像恒定水头时的土壤累积入渗量那样呈乘幂分布,而是具有一定的阶梯性,呈阶梯形增加。同时对其变化机理进行了探讨,旨在对蓄水坑灌条件下的土壤水分运动及入渗规律的进一步研究提供合理的参考依据。     

降雨渗流作用下垃圾填埋场堆体稳定性研究

能持续一定时间的暴雨造成的滑坡及其二次灾害所带来的经济损失、环境污染已成世界性问题.本文从降雨入渗条件下的垃圾边坡稳定分析入手,研究在不考虑渗流力的作用、考虑渗流力的作用下雨水入渗对边坡的稳定影响两种情况中,计算了堆填高度、放坡系数对垃圾堆体安全系数的影响规律.     

积水和降雨下非饱和重塑黄土水分入渗模拟

为合理预测积水和降雨情况下非饱和重塑黄土水分迁移过程,在已有模型基础上,提出了能合理考虑浸润锋处吸力作用和水分剖面形状的改进模型,并给出了该模型计算方法以及求解Richard方程数值方法所需渗透参数的可靠确定方法.研究结果表明:与已有模型相比,改进模型能更准确地预测室内一维非饱和重塑黄土土柱积水入渗试验中浸润锋迁移过程和各测点水分变化过程;采用改进浸润锋前进法获得的非饱和渗透系数函数,比采用根据室内饱和渗透试验和持水曲线间接获得的参数所得预测结果更为准确;降雨分析中,改进模型得到径流发生后的水分剖面基本接近于数值方法分析结果,特别是在试样干密度比较大的情况.     

基于改进的Green-Ampt入渗模型的炭质泥岩粗粒土路堤边坡稳定性分析

针对降雨入渗的实际情况,将湿润锋至边坡表面的区域分为饱和区和非饱和区,入渗分为降雨强度控制阶段和土体入渗能力控制阶段,根据饱和区和非饱和区的厚度对入渗量和渗透系数进行修正.基于达西定律和质量守恒,利用入渗量和入渗速率的微分关系,对Green-Ampt模型进行改进.将改进后的模型用于炭质泥岩粗粒土路堤边坡稳定分析,利用G...     

降雨入渗下透水路面渗流特性研究

为研究在降雨入渗条件下透水路面的孔隙水压力变化规律,基于非饱和渗流理论利用数值分析方法,建立在不同降雨强度下透水道路模型.数值分析结果表明,无论在大雨还是小雨条件下,传统道路面层均难以接收水分,降雨强度大时路表出现积水和径流,而透水路面面层在降雨过程孔压始终在零点附近波动,未出现积水现象;透水路面在不同降雨强度下,雨水均能顺利到达基层,使得透水路面的基层达到饱和状态;大雨条件下透水路面的基层响应更快,比小雨强度下基层达到饱和的时间提前18 min.而传统道路基层只有在大雨条件下才能达到饱和状态,大部分时间处于非饱和状态,未能有效帮助道路排水.     

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.     

填埋方式对生活垃圾填埋处理产物及稳定性的影响

为研究填埋方式对生活垃圾填埋处理产物及稳定性的影响,采用模拟试验方法研究好氧生物反应器、厌氧生物反应器、准好氧填埋和传统厌氧填埋等工况下垃圾固相(挥发性固体质量百分比VS、生物可降解度BDM、纤维素质量百分比、纤维素与木质素质量比C/L)、渗滤液(化学需氧量CODcr质量浓度、生物需氧量BOD5质量浓度、BOD5与CODcr质量浓度比B/C、总氮质量浓度TN、氨氮质量浓度NH3-N)和填埋气(甲烷CH4、二氧化碳CO2)等参数随时间变化。结果表明:生物反应器填埋(好氧或厌氧)能提高垃圾降解速率、加速垃圾稳定化。好氧生物反应器填埋对垃圾固相VS、BDM、纤维素的降解率分别达到57.5%、71.4%和93%,稳定化时间较厌氧生物反应器填埋缩短60%以上;渗滤液回灌加速降解渗滤液中小分子有机物:好氧生物反应器(189d)和厌氧生物反应器(596d)中CODcr和BOD5的降解率分别达到96%和99%,而且好氧生物反应器中TN和NH3-N的去除率分别达到96%和99%;厌氧生物反应器填埋利于甲烷气体集中产生和提高甲烷产率,好氧生物反应器和准好氧填埋能大大削减温室气体排放。     

污泥-生活垃圾混合填埋体降解产气过程

通过室内实验研究了不同污泥添加量条件下污泥-生活垃圾混合填埋体的产气过程,并建立了污泥-生活垃圾降解产气过程的动力学模型。研究结果表明,污泥-生活垃圾混合填埋体的产气过程分为三个阶段,即调整阶段、加速阶段和衰减阶段;随着污泥添加量的增加,累计产气量逐渐增大,但是当污泥添加量超过30%后,累计产气量逐渐减少;添加污泥后,产气过程的产甲烷阶段明显提前,并且降解产气中CH₄体积分数提高,缩短了填埋场达到稳定所需的时间;但是污泥对混合填埋体的降解速率的促进作用存在一定的范围,本实验中,污泥添加量为30%的混合填埋体的降解速率最快。     

城市垃圾卫生填埋压实的工程试验研究

通过对深圳下坪垃圾填埋场的垃圾进行填埋压实试验,结果表明:最佳垃圾构造层厚度在0 5～0 7m之间,斜面最佳坡度在1/5～1/4之间,压实机械的行驶方向为坡下至坡上,最佳机械行程次数为3次,垃圾最佳含水率在44%～50%之间。     

垃圾土降解规律及填埋场沉降计算分析

通过垃圾土有机物降解试验,提出垃圾土有机物降解规律的计算公式和参数确定方法,并推导了垃圾土沉降计算模型.以深圳下坪垃圾填埋场为例,根据试验材料中的有机物和降解残余物含量以及特征降解时间,计算得到降解速率和降解量随时间变化规律.实例分析表明:变形计算模型能够反映压缩和降解引起垃圾土的变形特性.     

垂直一维入渗土壤水分分布与入渗特性数值模拟

以非饱和土壤水分运动理论为基础,建立垂直一维入渗土壤水分运动的数学模型,并用SWMS-2D软件进行求解,利用室内试验对模拟结果进行分析验证,模拟值与实测值基本吻合,所建模型合理.用所建模型和方法对一定灌水技术要素组合下土壤水分分布和入渗特性进行数值模拟,结果表明:土壤质地、容重、初始含水率和灌溉水深对土壤水分分布模式影响微弱.土壤质地和容重对土壤含水率变化和累积入渗量影响较大,入渗水头和土壤初始含水率对土壤含水率变化和累积入渗量影响较小.     

填埋垃圾生物质三相演化过程与控制方法研究

利用自主设计的大型实验装置室内模拟生活垃圾填埋厌氧降解过程,研究填埋垃圾生物质降解固、液、气三相演化及稳定性特征,探讨垃圾物质损失过程及其控制方法。研究结果表明:在一次性填埋处理方式下,填埋体系产甲烷菌适宜的微生物环境条件形成缓慢,抑制了非产甲烷菌与产甲烷菌稳定的协同代谢作用,垃圾填埋气产出表现出滞后时间长、产率峰值高、持续时间短的特点;模拟实验前期持续的水解产酸主导作用使垃圾生物质累计损失量逐渐升高至7.15 kg,后期产甲烷主导作用使累计损失量快速下降至4.75 kg;抑制填埋垃圾生物质好氧降解,减少液相生物质扩散迁移损失,快速形成多种微生物菌群的协同代谢,促进垃圾生物质的气相转化,是垃圾填埋场生物质损失过程控制的有效措施。     

基于Monte Carlo法的垃圾填埋场平移破坏可靠度分析

垃圾土力学特性指标在空间和时间上都存在很大的变异性。垃圾土力学特性指标主要用于填埋场边坡稳定分析中。首先,基于极限平衡原理的双楔体法获得可靠度分析的状态函数;然后,运用Monte Carlo法分析了垃圾土力学特性指标变异性对填埋场边坡稳定的影响。通过研究发现,随着样本数的增加,失效概率的标准差逐渐减小,但趋势减缓;随机产生8000样本数可以满足Monte Carlo法可靠度分析的收敛要求;考虑了垃圾土变异特性的填埋场可靠度分析,安全系数的概率分布并不只有一种分布,而是在正态分布与对数正态分布之间随机发生;所提方法所得可靠度指标值相比一次二阶矩法所得偏小,且该方法的随机分布性以及可操作性,使得这种方法能更好地评估填埋场的稳定性。     

The spring soil moisture and the summer rainfall in eastern China

The relation between the soil moisture in spring and the rainfall in summer in eastern China is investi- gated. Results show that the summer rainfall in eastern China is closely related to the spring soil moisture in the area from North China to the lower reaches of Yangtze River (NCYR). When spring soil moisture anomalies over NCYR are positive, the summer precipitation exhibits positive anomalies in Northeast China and the lower reaches of Yangtze River, and negative anomalies in southern China and North China. The higher soil moisture over NCYR cools land surface and reduces the land-sea tem- perature gradient, which weakens East Asian summer monsoon. The western Pacific Subtropical High (WPSH) is located to the south and shifts westward, resulting in more rainfall in the lower reaches of Yangtze River and less in southern China and North China.