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.     

陶瓷板和多孔渗透膜对非饱和土三轴试验的影响及其数值模拟

通过陶瓷板和多孔渗透膜两种轴平移技术的非饱和三轴试验，获得了吸力一定时真砂土（完全风化的花岗岩）的应力应变曲线及排水变形特征，并利用有限单元法对三轴试验进行数值模拟。试验结果表明，使用多孔渗透膜时试样的饱和度大于使用陶瓷板时的饱和度，且试样在剪切过程中排水量更小。数值计算得到的试样的应力应变曲线与三轴试验获得的基本一致。剪切过程中，试样内部的吸力和饱和度呈现不均匀分布，与陶瓷板相比，多孔渗透膜可以更好地控制剪切过程中试样的吸力。数值模拟结果表明，非饱和土三轴试验是一个边界值问题而非土体的单元力学行为。     

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.     

基于灰关联度理论降雨不同非饱和参数边坡的渗透稳定性分析

为定量研究降雨条件下边坡不同非饱和参数对边坡的渗透稳定性影响大小,根据FredlundXing非饱和计算原理,利用Geostudio软件对某边坡在不同非饱和参数下的渗透稳定性进行数值模拟,同时基于灰色关联度理论进行敏感性分析,结果表明:(1)上下监测点孔压随时间呈现在降雨时迅速增大在降雨缓慢减小的趋势,且在同一工况下,整体上下部监测点的孔压大于上部监测点的孔压;(2)边坡安全系数在降雨时迅速下降、停雨后缓慢下降,而且参数a越大,整体安全系数越大,但是当a=40 k Pa时整体安全系数有一个突然的陡降;参数m、n、k越大,整体安全系数也越大;(3)灰关联度敏感性大小排序为anmk。研究结果为定量化认识不同非饱和参数下的边坡渗透稳定性规律提供了一定的参考。     

材料的各向异性对渗流场的影响分析

在土石坝设计中,材料渗透参数的选取是坝体防渗设计的重要部分,它对坝的渗透稳定起着至关重要的作用.考虑非饱和区的影响,在材料各向异性的情况下,分别对其进行渗流计算分析,计算结果表明:在非饱和区的存在和材料渗透参数的各向异性的条件下,单宽流量明显增大;非稳定渗流下,自由面变化显著.     

径向基函数配点法求解边坡降雨瞬态渗流问题

根据土壤水分特征曲线Gardner模式推导线性化非饱和渗流Richard方程,应用无网格法中的多元二次径向基底函数配点法对空间域进行离散,利用龙格库塔法对时间域进行离散. 通过离散点满足控制方程式与边界条件,建立求解非饱和渗流问题的数值模型. 考虑土层组合以及降雨强度,计算分析非饱和无限边坡降雨入渗的瞬态渗流场的变化情况,得到边坡内不同时刻、不同深度的孔隙水压力. 其数值计算结果与解析解相符,较有效地解决了传统数值方法在模拟非饱和土渗流产生的数值病态问题.     

非饱和带溶质运移问题的有限元解法

ＳＵＰＧ有限元法应用于土体的非饱和溶质运移问题,导出了其数值表达式,编制了计算程序。以一维入渗问题为例进行了数值计算,与其他方法及野外试验结果进行了对比,表明该方法是正确的、稳定的,可用于非饱和带溶质运移问题的实际计算。     

一维模型原子高次谐波特性研究

通过数值计算求解含时的薛定谔方程,研究了在隧道电离区域16个激光脉冲作用于不同势阱势函数对应的一维模型原子产生的高次谐波特性,结果表明：在隧道电离区域势函数势阱的形状对一维模型原子的高次谐波强度产生较大影响,同时谐波的平台宽度的高阶区域也受到势函数的影响.     

非饱和土中的有效应力

从饱和土有效应力的经典定义出发，讨论了工程计算中应用的一此非饱和土有效应力表达式。基于非饱和土中已广为接受的双应力变量公式，建议了一个非饱和土的广义有效应力定义并导出了它的理性公式，它能同时适用于饱和－非饱和土的数值模拟和计算。     

松弛因子方法在二维水坝溢流计算中的应用

把松驰因子方法应用在二维水坝溢流计算中，在有限元自动生成系统的帮助下，把松驰因子方法应用在计算势函数模型中并得到数值结果。借助一个现有势函数模型的迭代算法，在每一步迭代中运用有限方法，加以驰因子使算法更稳定更快。最后，给出计算结果。     

复合土钉支护中土钉内力实验

为了解土钉-预应力锚杆-微型桩复合土钉支护体系中土钉的受力情况,对北京市某复合土钉支护的深基坑工程中的土钉轴力进行现场原位实验,分析土钉轴力变化规律。结果表明：土钉受力具有时间效应与瞬时开挖效应,锚杆的张拉锁定可有效减缓上层土钉轴力的增长速度;土钉轴力的分布表现为两头小、中间大的特点,其峰值沿深度呈上下小、中间大的分布形式,最大峰值点位于基坑边坡中部;在坡脚附近,土钉最大轴力峰值点未出现在坡脚,而与坡脚有一定距离;喷射混凝土面层承受的侧向土压力较小,并随深度呈上下小、中间大的分布规律。     

铁矿尾砂掺土对土壤几种物理性质的影响

利用铁矿尾砂掺土培养实验,测定金山店铁矿尾砂掺土对其尾矿库边坡覆土即红色石灰土几种物理性质的影响,结果表明,铁矿尾砂掺土使土壤自然容重和压实容重分别增加了4．0％～26．8％和2．6％～24．8％,但与掺砂比例并不呈线性关系．随掺砂比例增加,土壤密度增加了1．7％～20．2％,与掺砂比例呈显著的线性相关．适当的掺砂比例可以显著增加土壤孔隙度．土壤吸湿系数随掺砂比例增加下降了10％～87％,与掺砂比例呈显著的线性负相关．随掺砂比例增加,土壤最大吸水量的变化可分为稳定、急降和缓降3个阶段．综合吸湿水和最大吸水量,适当的掺砂比例可以降低土壤凋萎系数,增加有效水的含量范围,从而能提高土壤抗旱能力．总之,适当比例的铁矿尾砂掺土可以改善土壤的物理性质,调节所用土壤的水、气状况,因此铁矿尾砂的土壤利用可以作为一种铁矿尾砂资源化利用的新技术,最佳掺砂范围应在30％～40％．     

温度与土壤含水量对阔叶红松林土壤呼吸影响

采用静态封闭箱式技术对长白山阔叶红松林土壤CO2的排放通量进行一年的观测，通过多元回归分析了土壤CO2排放速率与8环境因子间的关系。结果表明：土壤CO2排放通量与土壤5cm温度和0．20cm平均土壤含水量（体积比）呈显著止相关。上壤呼吸与温度和含水量分别表现出幂函数和指数关系。土壤温度和含水量显著影响土壤呼吸的变化。当土壤含水量（体积百分比）大于25％时，土壤呼吸Q10值从1．14（含水量〈25％）降低到1．09（含水量〉25％）。在土壤含水量固定不变时，土壤温度能反映土壤呼吸的86％的变化。当土壤温度固定不变时，土壤含水量能反映土壤呼吸的32％的变化。建立土壤呼吸温度幂函数和含水量指数关系的非线性双因子模型。温度和水分双因于土壤呼吸模型能反映森林土壤呼吸的91％的时空变化。土壤呼吸温度和水分双因子模型估算的年土壤CO2排放通量比土壤呼吸口Q10幂函数模型估算值高11％。     

间苯二酚在土壤中的吸附行为研究

研究间苯二酚在土壤和改性土壤（CTMAB）中的吸附作用,测定了吸附等温线和吸附动力学过程,分析了pH值和离子强度等因素对吸附量的影响.结果表明,间苯二酚吸附速率符合一级动力学规律,吸附等温线符合Freundlich等温式;降低pH值或增加离子强度都会使间苯二酚在土壤中的吸附量明显减小;经溴化十六烷基三甲基铵（CTMAB）处理后的改性土壤对间苯二酚的吸附量比原土的吸附量大.     

砂性土中土拱形态演变试验研究

目前对于土体中的土拱形态假设众多,土拱形态的演变研究不足。本文利用室内模型装置对土拱的形态和演变规律进行了试验研究,试验模型可以形成宏观的土拱,能够直接观测土拱的形成和演变过程。对试验过程中记录的土拱照片进行处理后,通过拟合和统计分析,得出土拱的合理形态曲线方程。试验表明：砂性土中土拱不是恒定不变的,而是处于不断变化的状态;土体中会先形成一组类似的土拱后,再转变为另一组类似的土拱;土拱的形态也不是单一的形态,砂性土中的土拱形态由下而上从抛物线转变为椭圆曲线。     

凉山州用地与养地结合模式浅析

通过对凉山州不同地区、不同生产条件用地与养地模式的探讨,提出了应采取的农业耕作法则,总的目的是达到土地生产能力的持续稳定提高,为人类提供丰富的食品资源,满足人类生产、生活和社会发展的需求。     

珍惜和保护土壤资源:我们义不容辞的责任

 土壤是人类赖以生存的最珍贵的自然资源之一,但随着社会的发展,土壤污染日趋严重,土壤及土壤环境问题已成为世界共识。为了更好地增强人们保护土壤的意识,本文综述土壤的概念、作用、特点、当前中国土壤类型、当前土壤为什么会“不清洁”、土壤污染现状及该如何保护土壤资源等,以期为合理利用和有效保护土壤提供理论支持。     

137 Cs在土壤中淋溶迁移的模拟试验

~(137)Cs作为示踪元素广泛应用于土壤侵蚀及泥沙沉积研究中,其在土壤中的稳定性是决定其能否用于示踪土壤沉积与侵蚀的前提条件.但也有学者对应用~(137)Cs示踪技术的重要假设提出质疑,认为被土壤颗粒吸附的~(137)Cs易解吸成Cs+离子,随水流失或被植物吸收.本文利用双层土柱模拟淋溶装置研究了~(137)Cs和土壤粒径组成在不同雨量条件下的淋失和垂直迁移特征.结果表明,在600~3 000mm降雨量内,土壤中~(137)Cs平均质量活度为10.9Bq·kg-1,略小于试验前的11.5Bq·kg~(-1),与雨量并无显著相关性,土壤中的~(137)Cs有向下垂直迁移现象,但并不显著;土壤中~(137)Cs质量活度与土壤中的黏粒含量有很好的正相关性,决定系数R2达到0.73;有待于增加模拟雨量,作进一步研究.     

烟台苹果产地土壤地球化学特征及成土因素研究

土壤地球化学特征是成土自然因素和人为因素的相互制约和效应的综合体现。通过对烟台苹果产地地球化学环境调查,对影响苹果品质的特异性元素含量进行了探讨。研究了土壤Fe/Na比与特异性元素的相关关系,并对自然与人为成土控制因素进行了判别。结果表明:与全国和东部平原土壤相比,果树根系土富集OrgC、N、P、Cd、Cl、Cu、Hg,亏损As、B、Ca、F、S、U。元素在表层土壤中富集且大多数元素含量与土壤成熟度有关。进一步研究表明,As、B、Ca、F、U元素含量主要受自然成土因素控制,而N、P、OrgC、Cd、Cu、Hg和S与人为成土因素有关。种植区立地背景以及土壤的内在地球化学特征是决定苹果品质的主要因素。     

岩溶洞穴土壤颗粒分析及其对水土流失的研究意义

岩溶洞穴中的土壤作为一类洞穴沉积,具有很好的学术研究价值,但目前利用洞穴土壤来研究水土流失的成果还很少.2010年8月、9月在贵州毕节、清镇、花江的三个洞穴和一条地下河中采取了洞穴土样,然后在室内用比重计速测法对洞穴土壤进行了颗粒分析并将其与地表土壤进行对比研究.研究发现,洞穴土壤颗粒中粘粒含量远高于地表土壤,土壤通过...