饱和与非饱和带土壤水动力耦合模拟及入渗试验

利用可变坡土槽人工降水入渗试验,观测土壤水势及地下水出流量变化,建立了饱和与非饱和带土壤水数值计算模型MODFLOW-UZF1的参数率定及模型验证方法.结果表明:MODFLOW-UZF1能较为准确地模拟降水入渗补给过程,但忽略了非饱和带土壤水分运移中基质势的影响,在毛细管作用带土壤含水量模拟效果较差.     

土冻结过程中水热变化特性的模型试验研究

为研究正冻土水热变化特征及它们之间联系,对非饱和黏土进行单向冻结模型实验,结果表明：土在冻结温度附近降温速率最小,持续时间较长;靠近表面土降温快,较其下部土提前进入冻结,且冻结历时短;靠近顶面的测点温度曲线重合度不如其下层,可能因为受外界次要因素干扰时深层土壤受影响小;正冻土温度分布大致分为两段,冻结区线段斜率大于未冻区,随冻结时间增加,非冻结险段线段斜率会先增大后减小,最终两段线变为一段线,此时温度沿土柱高度线形分布;未冻水含量变化拐点大致在冻结锋面处,距冻结锋面越近,吸力越大,水分迁移量越大,随冻结时间的增加,非冻结区水分迁移速度变大;未冻区土水势梯度最小,正冻区及冻结区土水势梯度大小关系并不明确;未冻水含量变化与温度变化一致,未冻水含量变化分为三个阶段：缓慢下降阶段、快速下降阶段、指数下降阶段。     

浅谈非饱和带补给测量方法

非饱和带补给测量一直是水文地质研究的一个难点问题.近年来,由于对非饱和带污染物的运移以及干旱半干旱地区环境问题关注度的提升,使得其测量技术有了很大发展.介绍了物理方法、示踪剂方法和数值模拟方法的应用条件以及选择原则.明确补给研究背景,全面了解场地特点.并要考虑测量方法的适用范围、测量周期及其它一些因素.同时由于各种方法均具有局限性,因此在实践中要综合应用多种方法,以增加计算结果的可靠性.     

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。     

氟在非饱和带迁移的动态特性研究

通过氟迁移土柱模拟试验 ,讨论了非饱和带氟迁移的动态特征。对高氟地下水灌溉可能产生的氟环境问题的研究具有一定的实践意义。     

非饱和残坡积土强度随含水量变化试验研究

直接研究非饱和土的强度随含水量的变化,建立引入含水量的强度公式,具有重要的实用价值.在普通三轴仪上进行非饱和残坡积土的强度试验,试验结果表明,非饱和残坡积土的抗剪强度随着含水量的增大而明显减小,这说明水分对强度的影响剧烈.引入参数峰残应力比对非饱和残坡积土的应变软化特性进行了量化分析,发现最佳含水量为应力应变曲线从软化转变为硬化的临界含水量,且凝聚力c值随含水量的增加呈指数衰减,内摩擦角φ值随含水量的增加呈线性衰减.在此基础上提出非饱和残坡积土总应力强度公式,公式运用简单便捷,可为工程实际应用提供参考.     

裂隙岩体非饱和带水汽内循环特征

为了解裂隙岩体内部水汽内循环(ICWV)特征规律,选择凤山采石场进行裂隙岩体温湿度监测,得到4个季节裂隙岩体非饱和带温湿度监测数据.对湿度数据进行横向及空间比对分析,结果表明,不同位置处的裂隙岩体非饱和带ICWV特征存在差异性,春季ICWV较为频繁,在孔深20～440cm均存在ICWV;夏季在岩体低处形成短时间的ICWV;秋季ICWV出现在岩体高处浅部;夏季和冬季在较高处,孔深20～100 cm ICWV频繁出现,并形成水汽的源汇项.春季在裂隙岩体内部形成湿度“异常分布区”,影响春季岩体ICWV规律.     

非饱和渗透深度数值模拟

由于无时间差分法计算得出的非饱和渗透深度公式繁琐复杂,采用近似渗透解理论,通过最小二乘法理论及相应的计算机程序模拟计算湿度系数f1和f2与湿度θ的关系,得出了相关度较高的非饱和土渗透深度模拟公式,从而使计算工作更加快捷,方便工程技术人员运用.另外,自制了易操作的非饱和瞬态渗流试验装置.以粘土为例,测定了渗透深度随时间的变化值,绘制了渗透深度与湿度的关系曲线,同时,通过试验数据验证了非饱和土渗透深度模拟公式的合理可行性.     

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。     

非饱和带地下水运动的数学模型和算法

$本文在分析有关文献的基础上!给出了描述地下水在饱和带和非饱和带中运动规律的数学模型,即相应的偏微分方程及其定解条件,并通过对二维渗流方程的求解,简要介绍了Galerkin有限元方法以及非线性偏微分方程的迭代解法。     

含水率对非饱和砂土力学特性影响的试验研究

使用WF循环单剪试验系统,对不同法向应力、不同含水率的非饱和砂土在单向剪切作用下的力学特性进行了系统的试验研究.砂土含水率为5.4%~25.4%,法向应力为25~300kPa,主要考察含水率、法向应力对非饱和砂土力学特性的影响规律.试验结果表明:存在一个临界含水率,当非饱和砂土含水率大于该临界含水率时,其剪切应力-剪切位移关系将由双曲线函数变为双折线函数.当非饱和砂土含水率小于临界含水率时,非饱和砂土的抗剪强度随含水率增大变化幅度较小.当含水率高于该点后,抗剪强度随含水率增大急剧降低.含水率对土的黏聚力、内摩擦角、剪胀性等力学特性具有重要影响.     

有机污染物在土壤非饱和带中迁移转化数学模型研究进展

随着现代工业的发展,大量有机污染物通过多种途径进入土壤,造成土壤严重污染,而且这些污染物可通过饮用水或土壤-植物系统进入人体,危及人类健康,影响经济社会的可持续发展。综述了有机污染物在土壤中迁移的行为、影响因素及所建立的数学模型,指出了以往研究中存在的问题。     

基质吸力对非饱和土抗剪强度影响的试验研究

在非饱和土条件下产生的负孔隙水压力(基质吸力)对于预测如边坡、挡土墙、挖方工程、基础工程之类的土石结构的稳定性十分重要.为了探讨基质吸力对非饱和土抗剪强度的影响,采用非饱和土固结排水三轴剪切试验对此进行了研究.试验采用恒定的净周围压力和变化的基质吸力,以反映基质吸力的变化对抗剪强度的影响.通过对试验结果的分析可以得到如下的结论:表示基质吸力对抗剪强度的平均增加率的参数Φb为20.7°,在较小的基质吸力范围内基质吸力与抗剪强度之间存在着线性关系.     

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。     

利用矿井低温岩层预冷入风流的实验研究

基于矿区浅部岩层的低温制冷效应,分析了金洲矿业集团金青顶矿区地温分布状况,研究了入风流与岩壁之间热湿交换过程,提出了一套利用低温岩层预冷入风流的降温系统。实验结果表明,金青顶矿区恒温带原始岩温常年保持12℃左右,垂直深度为55-65m之间的区域;利用标高为-155m以上的浅部岩层预冷入风流是可行的。     

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。     

高温下C65混凝土力学性能试验研究

为研究高强混凝土的抗高温性能,研究了C65混凝土在高温下的力学性能,利用高温下混凝土加载试验设备,对C65混凝土分别进行了常温20 ℃、300 ℃、400 ℃、500 ℃、600 ℃、800 ℃高温试验,并对各温度下的高强混凝土进行了单轴压力学性能试验。分析了高温后混凝土外观特征,测得了高温下混凝土的单轴抗压强度,系统地分析了高温对高强混凝土力学性能的影响。结论表明:随温度的提高,高强混凝土的单轴抗压强度总体呈逐渐降低的趋势,并具有一定规律性。这些结论可以为高强混凝土结构抗火性能的研究提供理论依据。