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基于超渗产流的降雨型大孔隙土坡水分运移特性分析
1
作者
李尚辉
阙云
+1 位作者
翁斌
蒋振梁
《水资源与水工程学报》
北大核心
2025年第4期169-176,共8页
为揭示强降雨作用下大孔隙土坡的水分运移特性,基于运动波方程和Green-Ampt模型,建立耦合坡面动态积水效应的双重渗透介质降雨边界表征方法;借助COMSOL Multiphysics中的多孔介质渗流和偏微分方程(PDE)模块对数值模型进行二次开发,并通...
为揭示强降雨作用下大孔隙土坡的水分运移特性,基于运动波方程和Green-Ampt模型,建立耦合坡面动态积水效应的双重渗透介质降雨边界表征方法;借助COMSOL Multiphysics中的多孔介质渗流和偏微分方程(PDE)模块对数值模型进行二次开发,并通过室内模型试验验证该计算方法的合理性。结果表明:大孔隙会延迟坡面产流的发生,与传统非饱和土坡相比,大孔隙土坡的最大积水深度减小了20.6%,坡内湿润锋深度增加了150%;坡面积水深度随大孔隙占比的增大而显著减小,水分交换系数与导水系数之比对积水深度无明显影响;随着大孔隙占比的增大,两域(基质域与大孔隙域)之间的水分交换量和交换深度显著增大,水分交换系数越大,两域间的水分互馈越强烈,导水系数之比主要影响水分交换峰值。大孔隙对水分运移的影响具有明显的时效性,在长历时降雨条件下,其对土坡可能带来的不利影响不容忽视。
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关键词
大孔隙土坡
超渗产流
强降雨
二次开发
水分交换
双重渗透模型
在线阅读
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职称材料
基于四参数随机生长法重构土体的格子玻尔兹曼细观渗流研究
被引量：
5
2
作者
蔡沛辰
阙云
+1 位作者
蒋振梁
杨鹏飞
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期33-42,共10页
多孔介质模型的重构问题是土体细观渗流机理研究的基础和关键。由四参数随机生长法(QSGS)构建土体模型,采用格子玻尔兹曼方法(LBM),通过MATLAB自编程序研究重构土在不同条件下的细观渗流机理。结果表明:随模型尺寸增大,孔隙连通程度显...
多孔介质模型的重构问题是土体细观渗流机理研究的基础和关键。由四参数随机生长法(QSGS)构建土体模型,采用格子玻尔兹曼方法(LBM),通过MATLAB自编程序研究重构土在不同条件下的细观渗流机理。结果表明:随模型尺寸增大,孔隙连通程度显著提高,300×300格点大小的模型连通孔隙率增长幅度(34.38%)最大,继续扩大模型尺寸发现增加不明显;流体粒子在孔隙连通性好、孔径大的区域,会形成主渗流通道,且存在指进效应,孔道中间流速最大,可达0.0324,越靠近孔壁流速越小;大孔隙率土的流速比小孔隙率土大,而低孔隙率土中的流速相比大孔隙土更稳定;LBM模拟渗透率与经典K-C公式计算结果对比发现,孔隙率越高计算渗透率越准确(n=0.78,误差为10.22%);土颗粒越小,渗流孔道越细窄、分布越密集,对应的速度场分布更为均匀,同时流速也更小。该研究成果能较好地揭示重构土的细观渗流机理,也可为现有细观土体孔隙流研究提供一定借鉴。
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关键词
格子玻尔兹曼
细观渗流
四参数随机生长法
土颗粒大小
渗透率
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职称材料
题名
基于超渗产流的降雨型大孔隙土坡水分运移特性分析
1
作者
李尚辉
阙云
翁斌
蒋振梁
机构
福州外语外贸学院智能建造学院
福州大学土木工程学院
香港科技大学土木与环境工程系
出处
《水资源与水工程学报》
北大核心
2025年第4期169-176,共8页
基金
福建省自然科学基金面上项目(2023J011133)
国家自然科学基金面上项目(41772297)。
文摘
为揭示强降雨作用下大孔隙土坡的水分运移特性,基于运动波方程和Green-Ampt模型,建立耦合坡面动态积水效应的双重渗透介质降雨边界表征方法;借助COMSOL Multiphysics中的多孔介质渗流和偏微分方程(PDE)模块对数值模型进行二次开发,并通过室内模型试验验证该计算方法的合理性。结果表明:大孔隙会延迟坡面产流的发生,与传统非饱和土坡相比,大孔隙土坡的最大积水深度减小了20.6%,坡内湿润锋深度增加了150%;坡面积水深度随大孔隙占比的增大而显著减小,水分交换系数与导水系数之比对积水深度无明显影响;随着大孔隙占比的增大,两域(基质域与大孔隙域)之间的水分交换量和交换深度显著增大,水分交换系数越大,两域间的水分互馈越强烈,导水系数之比主要影响水分交换峰值。大孔隙对水分运移的影响具有明显的时效性,在长历时降雨条件下,其对土坡可能带来的不利影响不容忽视。
关键词
大孔隙土坡
超渗产流
强降雨
二次开发
水分交换
双重渗透模型
Keywords
macropore soil slope
excess-infiltration runoff
heavy rainfall
secondary development
water exchange
dual-permeability model
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
基于四参数随机生长法重构土体的格子玻尔兹曼细观渗流研究
被引量：
5
2
作者
蔡沛辰
阙云
蒋振梁
杨鹏飞
机构
福州大学土木工程学院
香港科技大学土木与环境工程系
出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期33-42,共10页
基金
国家自然科学基金项目(41772297)。
文摘
多孔介质模型的重构问题是土体细观渗流机理研究的基础和关键。由四参数随机生长法(QSGS)构建土体模型,采用格子玻尔兹曼方法(LBM),通过MATLAB自编程序研究重构土在不同条件下的细观渗流机理。结果表明:随模型尺寸增大,孔隙连通程度显著提高,300×300格点大小的模型连通孔隙率增长幅度(34.38%)最大,继续扩大模型尺寸发现增加不明显;流体粒子在孔隙连通性好、孔径大的区域,会形成主渗流通道,且存在指进效应,孔道中间流速最大,可达0.0324,越靠近孔壁流速越小;大孔隙率土的流速比小孔隙率土大,而低孔隙率土中的流速相比大孔隙土更稳定;LBM模拟渗透率与经典K-C公式计算结果对比发现,孔隙率越高计算渗透率越准确(n=0.78,误差为10.22%);土颗粒越小,渗流孔道越细窄、分布越密集,对应的速度场分布更为均匀,同时流速也更小。该研究成果能较好地揭示重构土的细观渗流机理,也可为现有细观土体孔隙流研究提供一定借鉴。
关键词
格子玻尔兹曼
细观渗流
四参数随机生长法
土颗粒大小
渗透率
Keywords
Lattice Boltzmann
meso-seepage
quartet structure generation set
soil particle size
permeability
分类号
P642.115 [天文地球—工程地质学]
O357.3 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于超渗产流的降雨型大孔隙土坡水分运移特性分析
李尚辉
阙云
翁斌
蒋振梁
《水资源与水工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于四参数随机生长法重构土体的格子玻尔兹曼细观渗流研究
蔡沛辰
阙云
蒋振梁
杨鹏飞
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2022
5
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职称材料
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