黄土路基毛细水上升规律试验模拟研究

针对黄土地区高等级公路路基有害毛细水问题,使用改进后的竖管法对压实度大于90%黄土土柱毛细水上升规律进行了试验研究,得到了毛细水上升高度与干密度的关系.使用滤纸法和水平入渗法测量土样的基质吸力、土水扩散系数与含水率的关系,并用Geostudio软件对毛细水上升进行模拟.试验和模拟结果表明:基质吸力的确定应该同时考虑含水量和密度2种因素;土壤的压实可以有效减缓土壤非饱和水分的运动速度;随着压实度的增加,毛细水上升速度变小;压实度为98%、95%和93%的黄土土柱,在105 d后毛细上升高度分别为74 cm、80 cm和94 cm.Geostudio软件可以用于路基毛细水运动的模拟.     

黏粒含量对粉质黏土土水特性影响的试验研究

粉质黏土分布广泛,其土水特性受黏粒含量影响显著。为揭示黏粒含量对粉质黏土土水特性的影响规律,采用离心机对不同黏粒含量粉质黏土进行脱水条件下土水特性测试试验。首先,制备六组干密度相同的不同黏粒含量粉质黏土试样,并通过密度计与筛分联合测定法获得试样颗粒级配曲线和黏粒含量。然后,通过调节离心机转速得到不同基质吸力对应的土样总质量与含水量,并基于Van-Genuchten模型拟合土样土-水特征曲线,进而分析黏粒含量对土-水特征曲线的影响。研究结果表明:(1)不同黏粒含量粉质黏土的体积含水率均随基质吸力增加逐渐减小且变化趋势基本一致:当基质吸力小于20 k Pa时,含水率接近饱和含水率,大于20 k Pa后含水率随基质吸力增加快速减小;(2)黏粒含量越高,粉质黏土持水能力越强,土体含水率越大,含水率受黏粒含量增加影响的程度呈现先增大后减小的趋势;(3)相同基质吸力条件下,黏粒含量越高,土体含水率越大,在基质吸力大于80 k Pa后不同黏粒含量土样的含水率相差越来越小;(4)残余含水率偏高,吸附的水分仍达到其饱和状态含水量的40%左右。这为进一步进行非饱和粉质黏土软基的水力特性评估提供了技术支持。     

阿勒锦岛岸坡非饱和土土-水特性曲线实验研究

研究基质吸力与含水率或饱和度的关系,对天然岸坡无堤利用具有重要意义。采用TFB-1型非饱和土应力应变控制式三轴仪,对阿勒锦岛天然岸坡非饱和原状土土-水特征曲线及变化规律进行实验研究。运用两种实验方法进行对比,采用轴平移技术控制基质吸力,用Van Genuchten模型对土-水特征曲线作拟合分析。结果表明:非饱和土体积含水率随着基质吸力的增加而递减,逐渐趋于稳定值,约为15%,当体积含水率小于15%后,非饱和土的抗剪强度将逐渐提高;整个土-水特征曲线呈现"S"形,符合经典土-水特征曲线大致趋势,且具有明显的阶段性特征。     

层状构造土体中毛细水上升的试验研究

针对河套灌区设置风积砂隔断层路基的层状构造,通过室内土柱试验,模拟研究有地下水位条件下换填路基毛细水上升规律.结果表明,粉土柱下部(0～80cm)和风积砂柱下部(0～40cm)含水率呈现接近饱和状态,与上部土体含水率逐渐降低的分布性质迥异.即毛细水在土体中的分布存在明显的分区.在不同的区域风积砂层对毛细水上升的影响有很...     

毛细水对粉砂土路基边坡稳定性影响研究

毛细水上升会引起路基含水率变化,进而影响路基边坡稳定性.因此,设计制作3个坡度变化的路基模型,填筑开封粉砂土,边坡采用未处理、硬化及绿化3种工况,进行毛细水上升实验,研究毛细水上升高度、速度,分析毛细水上升引起的土的含水率变化;建立有限元模型,分析不同工况时含水率对路基竖向位移的影响.实验表明:坡度1∶1.8路基毛细水上升高度最低,土的含水率最小;毛细水作用下,边坡硬化及绿化后土的含水率变大,而未处理边坡土的含水率最小.数值分析表明:路基竖向位移随着含水率的增大而增大;在含水率小于15%时坡度1∶1.8的路基竖向位移最小,在含水率大于18%时坡度1∶2的路基竖向位移最小.总之:毛细水对坡度1∶1.8的路基含水率影响较小,此时路基竖向变形最小.     

豫东黄泛区粉砂土的水稳定性研究

为研究水对豫东黄泛区粉砂土性能的影响,进行了击实试验、无侧限抗压强度试验、冻融试验、直接剪切试验、毛细水上升及控制试验.结果表明:粉砂土最大干密度为1.84g/cm3,最佳含水率为11.5%;随着含水率的增加,无侧限抗压强度呈下降趋势;粉砂土的黏聚力随含水率的变化而变化,在含水率达到11.4%之前,黏聚力随含水率增大而增大,之后黏聚力随含水率增大而减少;在含水率达到14.1%之前,内摩擦角变化不大,之后内摩擦角迅速减小;经过16d的观测,在120cm高度内粉砂土处于潮湿或过潮湿状态.总之,粉砂土中毛细水上升高度较大,毛细水引起土的含水率增加,导致路用性能降低.     

过渡型细粒土击实特性及基质吸力试验研究

级配呈现过渡特征的土被称为过渡土.路基填料中过渡型细粒土的击实特性不同，且力学性能受基质吸力的影响较大.根据试验标准(ASTM D698-12),进行标准击实试验，得到最优含水率和最大干密度.对试验土样，分别使用露点水势仪和高量程吸力计量测击实前后土样的基质吸力.结果表明：过渡土中黏粒含量的增加使路基填土压实特性不同，过渡土的最大干密度随着黏粒含量的增加而减小，过渡土的最优含水率随着黏粒含量的增加而增大；在击实曲线湿侧时击实土的基质吸力接近于0;击实后过渡土的基质吸力呈现过渡特征，当认为过渡土中的水分被黏粒完全吸收后，过渡土的吸力-含水率可以拟合为一条曲线，即吸力-黏土含水率曲线；在压实前的松散土颗粒的吸力量测中，也得到近似的试验结果.     

利用MATLAB拟合压实黄土土水特征曲线的研究

为了找到准确且简便的拟合压实黄土的SWCC的模型与方法,利用压实黄土入渗试验得到的体积含水率与基质吸力的数据,选用MATLAB的lsqcurvefit,nlinfit和fminunc三种函数为拟合方法,分别拟合了适用性较广的van-Genuchten模型和Gardner模型的土水特征曲线,并进行了拟合比较。结果表明,在本课题研究范围内,利用fminunc函数采用Gardner模型拟合压实黄土SWCC效果最好;平行试验数据的验证结果表明误差小于10%。利用MATLAB的fminunc函数通过Gardner模型拟合压实黄土土水特征曲线是一个既方便又准确的方法。     

高地下水位条件下花岗岩残积土路堤的毛细特性研究

为了解高地下水位条件下花岗岩残积土低路堤的毛细特性,以福建省典型花岗岩残积土为例,采用自制的毛细水上升试验系统进行不同压实度和初始含水量条件下的毛细水上升试验,结合数值模拟研究毛细水上升规律.结果表明:典型花岗岩残积土路堤土的毛细水初期上升高度及速度服从对数函数或幂函数模型,达到平衡湿度的时间约5a,其最终上升高度约3...     

非饱和黏土土体吸力及其对抗剪强度影响试验

非饱和土基质吸力及土-水特征曲线研究对于预测土体的渗流、强度、体变等工程特性具有重要意义。针对合肥典型非饱和黏土,采用滤纸法和温湿度计法开展不同含水率下黏土的吸力试验,同时采用4种预测模型对土-水特征曲线进行对比分析。结果表明,非饱和黏土基质吸力与总吸力均随含水率的升高而降低;当土体处于高含水率时,其吸力随含水率变化速率较低;当土体处于低含水率时,土体吸力随含水率降低迅速升高,呈指数型增长。土体渗透吸力随含水率的增加逐渐增大,达到饱和时渗透吸力基本稳定在750～850 kPa;修正模型兼有较高拟合精度和数值稳定性等特点,适用于计算非饱和黏土基质吸力。最后,结合直剪试验结果可以得出,黏土的黏聚力绝大部分由土颗粒间吸引力所产生,高含水率、低吸力状态下基质吸力对黏聚力的影响占比可达91.13%,而后基质吸力贡献值则逐渐减小直至趋向于0。     

毛细作用下土壤水分扩散特性研究及试验

土壤水传导是一门十分重要的研究课题,土壤中水分在毛细作用下的扩散问题是研究土壤水传导的重要组成部分,而扩散系数离散方案在差分方程中的正确使用是研究水分在土壤中扩散特性的关键。本文推导出适用于计算土壤水分扩散特性 的一套新的扩散系数差分方案,并通过控制渗透试验检验取得很好的效果。     

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·     

土壤中有机氯农药残留分析前处理方法研究

利用硅胶柱、氟罗里土柱净化前处理方法对浙江某地区土壤样品中六六六、滴滴涕有机氯农药的残留量进行分析,并与现行的GB/T 14550-1993浓硫酸净化前处理方法进行比较.实验结果表明,采用柱净化前处理方法加标回收率在78%～121%,两种前处理方法所得气相色谱分析结果的平均相对标准偏差小于±20%,表明利用柱净化前处理方法能满足痕量有机物残留分析的要求.     

毛细管气相色谱法测定土壤和桔梗中七氯及滴滴涕的含量

建立了土壤和桔梗中七氯及滴滴涕异构体含量的气相色谱分析方法.样品以石油醚+丙酮在索氏提取器中提取,提取液以浓硫酸净化.采用DB-5弹性石英毛细管柱分离样品,GC-ECD检测农药七氯、滴滴涕的含量.方法的线性范围为2.18×10-13～5.31×10-11g;敏感度为3.4×10-12～6.8×10-12g/mL;加样平均回收率为96.27%～100.3%(RSD为3.0%～6.5%).     

地沟式土地处理技术净化污水的机理及其应用——以贵州省为例

地沟式土地处理污水净化机理主要是土壤的毛细管作用、吸附、过滤 ,沉淀作用、微生物降解作用和生物摄取作用。该方法处理污水效率高 ,BOD5、COD、SS、NH3-N、TP的去除率分别为 84%、80 .95 %、90 .1%、79.5 3 %、87.5 2 % ,且投资低 ,管理运行方便 ,是一种适用于中小城镇 ,以及旅游、住宅小区的实用污水处理技术     

高地下水位粉砂土路基沉降数值模拟

当路基处于地下水水位较高的区域时,容易受到地下水的毛细上升侵蚀作用.黄泛区粉砂土毛细水对路基稳定性有重要的影响,为此采用GEO-STUDIO软件,对黄泛区毛细水作用下粉砂土路基的变形规律进行了数值模拟.结果表明,地下水位在地表下0.5².0m,填土高度为1m,2m,3m,4m,5m,6m时,路基中心点竖向位移分别为5.132.0m,填土高度为1m,2m,3m,4m,5m,6m时,路基中心点竖向位移分别为5.13⁵.63cm,7.475.63cm,7.47⁸.86cm,9.408.86cm,9.40¹0.07cm,11.6110.07cm,11.61¹2.26cm,13.9712.26cm,13.97¹5.10cm,16.8015.10cm,16.80¹8.03cm.填土高度为118.03cm.填土高度为1⁶m,地下水位由地下2.0m升高至0.5m时,路基中心竖向位移增量达5.6%6m,地下水位由地下2.0m升高至0.5m时,路基中心竖向位移增量达5.6%¹8.6%.水位上升引起的路基沉降增加效应明显.     

粘性土开裂的细观角度分析

为了揭示土体在自然条件下因蒸发失水而开裂的原因,采用颗粒简化模型,将土体开裂看做是无数土颗粒的运动的结果,运动依然符合牛顿运动定律。不考虑其他因素引起基质吸力的组成部分,只考虑毛细水作用对基质吸力的贡献;并从土颗粒、水、气、水膜四相之间相互作用的细观角度,将土颗粒作为研究对象进行受力分析,找到土体开裂的内在动力,从细观角度阐明土体开裂的原因。结果表明土体在含水率相差较大的地方最先容易产生开裂;并分析低饱和度黏性土坚硬的原因。     

从饱和度再认识非饱和表层土吸力

为了探讨非饱和土水膜中的重力水对总吸力的影响,根据饱和度大小情况,将非饱和土中的水、气形态分成了四类,即界限饱和度Sr1,Sr2,Sr3,Sr4.分析了非饱和土中的总吸力组成和水膜中重力水对总吸力的影响,并推导出界限饱和度Sr2条件重力水对总吸力影响的计算公式,在此基础上给出了颗粒级数分别为10-3mm~100mm的总吸力与饱和度的关系图.最后选择了一种试验值模拟比较.模拟比较表明,考虑重力水的作用下理论计算值与实测值更加吻合,从而证实了重力水对吸力的影响是不可忽略的.