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利用土中水分蒸发特性和微观孔隙分布规律确定SWCC残余含水率 被引量：10
1
作者 陶高梁 李进 +3 位作者 庄心善 肖衡林 崔惜琳 徐维生 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1256-1262,共7页
残余含水率在非饱和土渗流理论、强度理论等方面都是重要的参数,然而土-水特征曲线(SWCC)试验测量时一般难以达到残余阶段,常常通过经验法(包括模型拟合法)估算残余含水率,方法的适用性值得论证。以武汉黏性土为研究对象,制备不同初始... 残余含水率在非饱和土渗流理论、强度理论等方面都是重要的参数,然而土-水特征曲线(SWCC)试验测量时一般难以达到残余阶段,常常通过经验法(包括模型拟合法)估算残余含水率,方法的适用性值得论证。以武汉黏性土为研究对象,制备不同初始孔隙比试样,利用压力板仪测量SWCC,通过模型拟合的方法计算残余含水率;进行自然状态下水分蒸发试验,根据失水速率定义了临残时间,依据临残时间确定残余含水率;利用核磁共振技术研究微观孔隙分布特性,解释控制残余含水率大小的微观规律。研究结果表明:模型拟合的方法可估算残余含水率,但准确性与模型选择及残余含水率初步范围的限定直接相关;水分蒸发试验是确定残余含水率有效可行的直接方法;武汉黏性土微观孔隙呈三峰分布,残余含水率与第1峰之前的微观孔隙水分紧密相关,依据弛豫时间小于0.267 38 ms的T2谱面积可较为准确地预测残余含水率,对于其他土体该方法需要进一步论证与完善。 展开更多
关键词 残余含水率 土-水特征曲线 水分蒸发 核磁共振
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考虑初始干密度影响的SWCC预测方法研究 被引量：15
2
作者 蔡国庆 张策 +1 位作者 李舰 赵成刚 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期27-31,共5页
首先研究了3个典型的土水特征曲线模型(van Genuchten模型、Fredlund-Xing模型和Brooks-Corey模型)对不同类型土(黏土、粉土及砂土)的SWCC拟合效果。其次,为了分析各模型对SWCC的干密度相关性拟合效果,讨论了各模型的参数随土体初始孔... 首先研究了3个典型的土水特征曲线模型(van Genuchten模型、Fredlund-Xing模型和Brooks-Corey模型)对不同类型土(黏土、粉土及砂土)的SWCC拟合效果。其次,为了分析各模型对SWCC的干密度相关性拟合效果,讨论了各模型的参数随土体初始孔隙比的变化规律。最后,提出了一种考虑初始干密度影响的SWCC预测方法。方法中假定同一吸力下初始孔隙比与饱和度间存在着线性对应的关系。并且利用该方法对试验结果进行了验证,证实了其合理性。 展开更多
关键词 非饱和土 土–水特征曲线 初始干密度 基质吸力
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考虑尿素浓度对SWCC影响的VG模型 被引量：3
3
作者 田东方 余东华 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第4期65-69,共5页
利用Tempe压力膜仪,进行了不同浓度尿素溶液的土-水特征曲线(SWCC)试验,得出了不同SWCC的Van Genuchten(VG)拟合模型。结合各VG模型,采用线性回归分析,确定了模型中各参数与尿素浓度的关系,进而建立了能够考虑尿素浓度影响的VG模型。所... 利用Tempe压力膜仪,进行了不同浓度尿素溶液的土-水特征曲线(SWCC)试验,得出了不同SWCC的Van Genuchten(VG)拟合模型。结合各VG模型,采用线性回归分析,确定了模型中各参数与尿素浓度的关系,进而建立了能够考虑尿素浓度影响的VG模型。所得模型中各参数拟合相关度均较高。由所建模型可知,尿素浓度对参数α影响较小,而对参数n影响较大;浓度越大,参数α越小,而参数n越大。所得结果弥补了其他方法不能考虑尿素浓度对SWCC的影响,对补充和发展SWCC试验和理论具有一定的意义。所建SWCC模型未考虑尿素浓度对溶质吸力的影响,也未开展尿素溶液对土体SWCC影响机理研究;这两方面有待以后的工作进一步研究。 展开更多
关键词 尿素浓度 swcc VG模型 压力膜仪
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土-水特征曲线的动态效应试验及模型研究
4
作者 张高翔 刘艳 刘志强 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期178-186,198,共10页
室内测量土-水特征曲线(soil-water characteristic curve,简称SWCC)往往需要很长的平衡时间,而实际土体的变化可能并不满足平衡时间要求。当时间尺度较小时,SWCC可能未达到平衡,此时如果仍采用平衡条件下土-水特征曲线来建立非饱和土... 室内测量土-水特征曲线(soil-water characteristic curve,简称SWCC)往往需要很长的平衡时间,而实际土体的变化可能并不满足平衡时间要求。当时间尺度较小时,SWCC可能未达到平衡,此时如果仍采用平衡条件下土-水特征曲线来建立非饱和土的方程,就会产生误差。为此,研究了在非平衡条件下土-水特征曲线的动态效应,基于现有理论给出了土-水特征曲线参数与饱和度变化率的关系,并利用动态参数建立了动态毛细滞回模型。自主设计SWCC快速测量装置,针对粗砂和细砂开展了不同饱和度变化率情况下的土-水特征曲线测定试验。试验研究表明:(1)土-水特征曲线参数具有明显的动态效应;(2)进气值和残余饱和度并非定值,随饱和度变化率的不同有所改变;(3)利用试验结果对模型进行了验证,动态模型的预测结果与试验结果吻合较好,说明了该模型的合理性。本研究为解决非饱和土变形、强度和渗流问题提供了更加贴合实际的理论基础。 展开更多
关键词 土-水特征曲线 吸力增量 水力参数 动态效应 滞回模型
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基于机器学习算法的非饱和土水特征曲线预测
5
作者 张夏阳 高游 +1 位作者 于响 何伟 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第1期104-109,118,共7页
土水特征曲线(SWCC)是研究非饱和土渗透、强度预测与本构关系的基础。机器学习算法具有高效处理大量数据和特征提取等特点。采用六种机器学习算法(四种集成学习和两种传统机器学习算法)对美国非饱和土数据库中的154条SWCC包含1976个数... 土水特征曲线(SWCC)是研究非饱和土渗透、强度预测与本构关系的基础。机器学习算法具有高效处理大量数据和特征提取等特点。采用六种机器学习算法(四种集成学习和两种传统机器学习算法)对美国非饱和土数据库中的154条SWCC包含1976个数据点进行模拟;并使用四个性能评价指标(R^(2)、EVS、MAE和RMSE)评价算法的性能。选取两种数据输入的方式:对压力水头进行对数处理和未处理两类。结果表明,在两种输入情况下,对LightGBM、XGB、RF和AdaBoost算法的影响很小;但是对GPR和SVM两种传统机器学习算法的影响很大,在未进行对数处理情况下,R2降低明显甚至会出现无法模拟SWCC的情况。此外,LightGBM对SWCC测试集的模拟效果上均优于其他模型,拥有高的趋势评价指标(R2和EVS)和低的误差测量指标(MAE和RMSE);六种算法对SWCC模拟的优劣的排列顺序依次为:LightGBM、GPR、XGB、RF、AdaBoost和SVM。最后,利用已训练好的LightGBM模型对9条不包含在数据库内的SWCC数据进行预测,结果显示LightGBM能够较好地预测非饱和土的土水特性。研究结果对提升不同类型土的SWCC预测具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 非饱和土 数据库 土水特征曲线 机器学习 预测
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考虑水油分离的柴油污染土持液特性试验研究
6
作者 华龙飞 万勇 +1 位作者 陈之祥 李顺群 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第5期995-1003,共9页
为探究土体对水油两相非溶混液体的吸持性能以及脱湿过程中孔隙水油分布的演化规律,采用离心机法对不同水油含量土体进行了持液特性测试,并通过离心杯内壁界面改性及体积量测法实现了土中水油混合体的微损收集以及分离定量。在此基础上... 为探究土体对水油两相非溶混液体的吸持性能以及脱湿过程中孔隙水油分布的演化规律,采用离心机法对不同水油含量土体进行了持液特性测试,并通过离心杯内壁界面改性及体积量测法实现了土中水油混合体的微损收集以及分离定量。在此基础上,通过对离心过程中土样收缩体变的修正,给出了离心等效吸力与含水率、含油率和油水总含量的关系;进一步分析了柴油含量对土体持液特性和孔隙演化的影响机理。结果表明:污染土的持液特性与柴油含量相关,随着柴油含量增大,土体的进气值及残余含液率均减小,持液能力减弱;经历相同离心荷载作用后,含油量高的土体收缩变形量更小,孔隙含量更大;柴油因极性弱、黏度大、表面张力小而优先填充土中大孔隙,水优先填充小孔隙;相同离心等效吸力作用下,土体的排油和排水速率均与初始柴油含量密切相关,随着吸力增大,孔隙水油比趋于达到同一状态。 展开更多
关键词 持液特征曲线 柴油污染土 离心机 土体变形 水油分离
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基于考虑变形效应的土-水特征曲线求解非饱和地基动力响应
7
作者 胡静 金林廉 +2 位作者 吕志豪 张家康 边学成 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第2期397-406,共10页
为研究移动荷载作用下的非饱和地基动力响应,在传统V-G土-水特征曲线模型的基础上,建立了考虑变形效应的土-水特征曲线模型,并基于该模型推导了新的非饱和土动力控制方程,从而完整描述非饱和土在受动力作用下的水-力耦合作用。进一步的... 为研究移动荷载作用下的非饱和地基动力响应,在传统V-G土-水特征曲线模型的基础上,建立了考虑变形效应的土-水特征曲线模型,并基于该模型推导了新的非饱和土动力控制方程,从而完整描述非饱和土在受动力作用下的水-力耦合作用。进一步的,采用2.5维有限元法对控制方程进行求解,求解结果分别与单相弹性介质,双相饱和介质和三相非饱和介质的解析解进行对比,均验证了该求解方法的准确性;不同介质模型的计算耗时分析表明2.5维有限元法是目前求解多孔介质动力问题的一种优势算法。通过数值分析发现,采用传统的、未考虑变形效应的土-水特征曲线会低估非饱和地基的振动强度。 展开更多
关键词 非饱和土 2.5维有限元法 动力响应 土-水特征曲线 水-力耦合
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基于孔隙水分布的非饱和土SWCC及相对渗透系数预测模型 被引量：3
8
作者 王欣 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2022年第2期89-93,101,共6页
相对渗透系数与土水特征曲线(SWCC)是研究非饱和流的重要参数,利用毛细管系统研究渗流已经成为研究相对渗透系数的重要方法之一。在用毛细管系统代替土孔隙的假设上,基于杨-拉普拉斯方程和分形理论,对传统的毛细管系统含水量模型作出改... 相对渗透系数与土水特征曲线(SWCC)是研究非饱和流的重要参数,利用毛细管系统研究渗流已经成为研究相对渗透系数的重要方法之一。在用毛细管系统代替土孔隙的假设上,基于杨-拉普拉斯方程和分形理论,对传统的毛细管系统含水量模型作出改进,考虑非饱和孔隙的含水量,提出一个预测非饱和土相对渗透系数的模型。利用4组试验数据对提出的相对渗透系数预测模型进行验证,用均方根偏差(RMSD)评测试验数据与预测数据之间的误差,结果表明4组数据的RMSD均<0.025,说明该模型具有预测非饱和土相对渗透系数的实际意义。 展开更多
关键词 非饱和土 相对渗透系数 水土特征曲线(swcc) 毛细管系统 持水特征
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干-湿循环条件下压实宽级配砾质土SWCC研究
9
作者 李雨佳 王红雨 杨旭 《人民黄河》 CAS 北大核心 2014年第2期107-108,111,共3页
采用压力膜仪法测定了压实宽级配砾质土干-湿循环后的脱湿土壤水分特征曲线,总结了压实宽级配土样随干-湿循环次数的增加其土壤水分特征曲线的变化规律。试验结果表明:第1次至第3次脱湿SWCC测定中,土样的饱和含水率随着干-湿循环次数的... 采用压力膜仪法测定了压实宽级配砾质土干-湿循环后的脱湿土壤水分特征曲线,总结了压实宽级配土样随干-湿循环次数的增加其土壤水分特征曲线的变化规律。试验结果表明:第1次至第3次脱湿SWCC测定中,土样的饱和含水率随着干-湿循环次数的增加明显增大,但是增加幅度逐渐减小,经第4次脱湿后,饱和含水率下降,但仍明显大于未经干-湿循环的土样;第2次至第5次脱湿曲线与第1次脱湿曲线的交点随着干-湿循环次数的增加不断向左移动;在曲线末端,相同基质吸力下随着干-湿循环次数的增加,含水率明显减小;在基质吸力大于50 kPa时,SWCC随着干-湿循环次数的增加整体下移,但变化幅度逐渐减小。 展开更多
关键词 土壤水分特征曲线 宽级配砾质土 干-湿循环 饱和含水率
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基于核磁共振及分形理论预测非饱和土石混合体SWCC
10
作者 幸锦雯 孙文 +2 位作者 余光耀 徐娜 麻建宏 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2023年第10期180-189,共10页
【目的】土石混合体的物理力学特性与土—水特征曲线(SWCC)关系紧密,直接或间接测量SWCC费时耗力,且所得结果具有离散性,因此建立预测非饱和土石混合体SWCC的理论模型具有现实意义。【方法】采用NMR技术反演得到横向弛豫时间T_(2)图谱,... 【目的】土石混合体的物理力学特性与土—水特征曲线(SWCC)关系紧密,直接或间接测量SWCC费时耗力,且所得结果具有离散性,因此建立预测非饱和土石混合体SWCC的理论模型具有现实意义。【方法】采用NMR技术反演得到横向弛豫时间T_(2)图谱,将之转化为累计孔隙体积曲线,从而结合Young-Laplace′s理论及分形理论,以T_(2)为纽带建立起体积含水率与基质吸力的理论模型,并对模型进行验证。【结果】结果显示:土石混合体具有多重分形特征,对其进行分区研究,可由体积含水率与基质吸力在双对数坐标中的斜率换算得出不同孔隙半径范围内的分形维数;体积含水率与基质吸力的对数值存在强烈的线性关系,其相关系数均≥0.995;初始含水率与模型中的拟合参数具有线性关系,且相关系数均≥0.990,模型中的参数均可通过初始含水率进行求解。【结论】结果表明:模型预测结果与实测SWCC吻合程度较高,可以很好地应用于非饱和土石混合体的SWCC预测中。 展开更多
关键词 土石混合体(SRM) 核磁共振(NMR) 分形理论 土—水特征曲线(swcc)
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浅层地带中上覆应力对土的SWCC影响研究
11
作者 魏海港 季李通 《山西建筑》 2009年第8期102-103,共2页
指出土—水特征曲线是解释非饱和土工程现象的非常实用的本构关系,采用非饱和固结仪测定依赖于应力状态的土的水分特征曲线,研究了应力状态对土的水分特征曲线影响,并提出了依赖应力状态的土水特征曲线经验公式。
关键词 土-水特征曲线 应力状态 非饱和土
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基于土−水特征曲线的非饱和冻土未冻水含量预测 被引量：1
12
作者 周凤玺 赵文沧 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2719-2727,共9页
对非饱和土体在冻结温度以下土中未冻水含量进行了理论分析,给出了一种简便的预测方法及其数学模型。基于非饱和土孔隙中气液两相的化学平衡和力学平衡关系,结合土−水特征曲线,给出了以Van Genuchten土−水特征曲线模型参数表示的土体孔... 对非饱和土体在冻结温度以下土中未冻水含量进行了理论分析,给出了一种简便的预测方法及其数学模型。基于非饱和土孔隙中气液两相的化学平衡和力学平衡关系,结合土−水特征曲线,给出了以Van Genuchten土−水特征曲线模型参数表示的土体孔隙体积分布密度函数,且水分冻结与土体孔径分布密切相关。根据初始有效饱和度对应的液态水填充的最大孔径和一定冻结温度对应的起始结晶孔径之间的关系,分析了土体孔隙中冰水相变的特征及其临界有效饱和度。当初始有效饱和度超过临界结晶饱和度后,冻结现象才会发生。给出了非饱和土体在冻结温度以下土中未冻水饱和度的预测公式,并通过已有的试验结果对其有效性进行了验证。 展开更多
关键词 未冻水含量 冻土 土−水特征曲线 预测模型
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干密度和增减湿对压实黄土水力特性的影响 被引量：1
13
作者 胡梦玲 张小龙 +2 位作者 许文昊 王治文 陈豪 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第8期128-134,共7页
研究非饱和土的水力特性对分析工程建设活动中黄土的渗流和变形问题具有重要意义。以西安市南郊黄土为研究对象,采用滤纸法和饱和盐溶液法测得3种干密度下的黄土增减湿土-水特征曲线,并通过Childs&Collis-George模型预测试验黄土的... 研究非饱和土的水力特性对分析工程建设活动中黄土的渗流和变形问题具有重要意义。以西安市南郊黄土为研究对象,采用滤纸法和饱和盐溶液法测得3种干密度下的黄土增减湿土-水特征曲线,并通过Childs&Collis-George模型预测试验黄土的非饱和渗透系数,探究干密度和增减湿对非饱和渗透特性的影响。结果表明:经历增减湿的土样的非饱和渗透系数曲线应结合土样的含水状态和对应的土-水特征曲线来预测;土体非饱和渗透系数随体积含水率的增大而增大,随基质吸力的增大而减小,在0~5 MPa范围快速衰减4~5个数量级;受瓶颈效应和减湿收缩的影响,土体增湿阶段渗透系数变化幅度小于减湿阶段的变化幅度;渗透系数随干密度增大而减小,干密度从1.719 g/cm^(3)增大到1.834 g/cm^(3),渗透系数减小2个数量级;压实黄土在增减湿阶段的非饱和渗透系数最大可相差3~4倍。 展开更多
关键词 压实黄土 土-水特征曲线 干密度 增减湿 非饱和渗透系数
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长期施肥对旱作雨养农田土壤水分特性的影响
14
作者 张超 段淑方 +4 位作者 高明霞 杨学云 张树兰 冯浩 孙本华 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期168-175,187,共9页
[目的]探究长期不同施肥下农田土壤水分特性的变化及其与土壤理化性质的关系,为关中地区旱作雨养农田科学施肥提供科学依据。[方法]选取旱作雨养农田长期施肥定位试验的5个处理:不施肥(CK),单施氮肥(N),氮磷肥配施(NP),氮磷钾肥配施(NP... [目的]探究长期不同施肥下农田土壤水分特性的变化及其与土壤理化性质的关系,为关中地区旱作雨养农田科学施肥提供科学依据。[方法]选取旱作雨养农田长期施肥定位试验的5个处理:不施肥(CK),单施氮肥(N),氮磷肥配施(NP),氮磷钾肥配施(NPK),有机肥与氮磷钾肥配施(MNPK)。采样测定土壤有机质、阳离子交换量、塑性、容重和水分特征曲线,通过V-G模型获得土壤水分特性参数和孔径分布,分析了长期施肥对土壤水分特性变化的影响。[结果]与CK相比,单施N处理仅显著提高土壤有机质(增幅6.8%)、容重(8.7%)和降低塑性指数(3.0%);其他施肥处理显著提高了土壤有机质(31.4%~78.4%)、阳离子交换量(1.5%~7.7%)、上塑限(8.1%~14.8%)、下塑限(7.9%~18.7%)和塑性指数(8.3%~10.4%),其中,MNPK处理增幅最大。所有处理土壤水分特征曲线的变化趋势基本相同,均可用V-G模型很好地进行模拟。与CK处理相比,MNPK处理显著提高了土壤田间持水量(39.0%)、凋萎系数(64.7%)、有效含水率(22.5%)、速效含水率(18.1%)和迟效含水率(37.5%),而其他施肥仅提高部分土壤水分特性指标。施肥处理均降低了土壤大孔隙比例,MNPK,NPK和N处理提高了土壤中、小孔隙比例提升。土壤有机质、阳离子交换量、容重和塑性指数对土壤水分特性指标变异的总解释度达99.99%(p<0.05),其中土壤有机质(55.2%,p=0.034)和阳离子交换量(40.7%,p=0.022)贡献显著。[结论]有机无机肥配施可显著降低土壤容重,提高土壤有机质、阳离子交换量、土壤饱和含水率、田间持水量、有效含水率,更好地改善土壤持水和供水性能,是适合干旱半干旱地区雨养农业的施肥模式。土壤有机质和阳离子交换量是影响土壤水分特性的两个重要因素,土壤有机质与阳离子交换量越高,土壤持水性越强和有效水越多,提升土壤有机质水平是提高旱作雨养农田水分保蓄和利用效率的首要途径。 展开更多
关键词 雨养农田 长期施肥 土壤理化特性 水分特征曲线 土壤水分常数
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长春地区非饱和粉质黏土的土-水特征试验研究
15
作者 郭浩天 江珊 李向群 《吉林建筑大学学报》 CAS 2024年第2期58-64,共7页
土-水特征曲线(SWCC)是反映非饱和土工程特性的重要表现形式。为研究长春地区非饱和土的土-水特征曲线变化,以长春地区广泛分布的粉质黏土作为研究对象,采用GEO-Experts压力板仪和GDS非饱和土三轴仪对不同初始含水率的土体进行土-水特... 土-水特征曲线(SWCC)是反映非饱和土工程特性的重要表现形式。为研究长春地区非饱和土的土-水特征曲线变化,以长春地区广泛分布的粉质黏土作为研究对象,采用GEO-Experts压力板仪和GDS非饱和土三轴仪对不同初始含水率的土体进行土-水特征曲线的测量分析。结果表明:不同设备所测得的结果基本一致,土体的进气值均在基质吸力25 kPa左右时达到。土体的体积含水率均随基质吸力的增加而减小,土-水特征曲线均在基质吸力为125 kPa时出现明显拐点。同一含水率土样,GEO-Experts压力板仪的排水体积比GDS非饱和土三轴仪多,压力板仪所对应的体积含水率相对较低。 展开更多
关键词 基质吸力 土-水特征曲线(swcc) 含水率 非饱和土
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广州原状花岗岩残积土非饱和力学特性的试验研究
16
作者 杨雪强 王坤 +2 位作者 刘攀 朱海平 林楷彦 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第6期196-206,共11页
【目的】为了研究原状花岗岩残积土的表观黏聚力和有效内摩擦角随基质吸力的变化趋势,【方法】以广州市白云区某医院在挖基坑的原状花岗岩残积土为研究对象,通过室内试验研究原状花岗岩残积土的矿物成分、颗粒级配曲线、基本物理性质指... 【目的】为了研究原状花岗岩残积土的表观黏聚力和有效内摩擦角随基质吸力的变化趋势,【方法】以广州市白云区某医院在挖基坑的原状花岗岩残积土为研究对象,通过室内试验研究原状花岗岩残积土的矿物成分、颗粒级配曲线、基本物理性质指标和微观结构等,借助变水头试验研究原状饱和花岗岩残积土的渗透性,结合非饱和三轴固结排水试验与原状土的微观试验,解释微观结构在宏观层面上对残积土的渗透系数、崩解及基质吸力等的影响,探讨了不同类型土体土水特征曲线差异的原因。【结果】结果显示,研究对象的花岗岩残积土为残积黏性土,主要由高岭土、石英和云母等组成,土体内部孔隙大小不均匀且相互贯通。饱和状态下原状花岗岩残积土的有效黏聚力和有效内摩擦角分别为29.17 kPa和20.99°。【结论】结果表明,非饱和状态下,随饱和度的减小,基质吸力对花岗岩残积土的表观黏聚力和有效内摩擦角均有着明显的影响;Khalili给出的非饱和抗剪强度方程式对花岗岩残积土较为合适。 展开更多
关键词 原状花岗岩残积土 强度参数 饱和度 土水特征曲线 微观结构 基质吸力 力学性能 模型试验
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高速铁路微膨胀泥岩破碎土非饱和渗透特性研究
17
作者 余云燕 丁小刚 +2 位作者 薛彦瑾 罗崇亮 李永鹏 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-11,共11页
非饱和渗透系数是非饱和膨胀泥岩土体渗流分析及水-力耦合研究的基础,对工程建设和工程病害预防具有重要意义。以新疆哈密地区微膨胀泥岩破碎土为例,制备4种不同初始干密度重塑土样,采用压力板法和滤纸法试验测量其土-水特征曲线,采用... 非饱和渗透系数是非饱和膨胀泥岩土体渗流分析及水-力耦合研究的基础,对工程建设和工程病害预防具有重要意义。以新疆哈密地区微膨胀泥岩破碎土为例,制备4种不同初始干密度重塑土样,采用压力板法和滤纸法试验测量其土-水特征曲线,采用变水头试验测量土样饱和渗透系数;通过自主研制的土柱渗流试验装置进行恒定体积条件下一维土柱入渗试验,探究湿润锋前进法和瞬态剖面法的适用性,以获得不同初始干密度土体的非饱和渗透性曲线,并结合试验值对Childs和Collis-Geroge (CCG)渗透系数预测模型进行修正。结果表明:新疆哈密微膨胀泥岩破碎土的基质吸力范围为1~10^(5)kPa,渗透系数范围为10^(-9)~10^(-4)cm·s^(-1);试验土样初始干密度越大,大孔隙占比越小,阻渗作用越明显;CCG渗透系数预测模型可较好地反映土体渗透性曲线发展趋势,但在量值上随吸力的增加逐渐“远离”土体实测渗透性曲线;修正后的CCG渗透系数预测模型可反映不同初始干密度下土体渗透性曲线的发展规律。 展开更多
关键词 高速铁路 膨胀泥岩 瞬态剖面法 土-水特征曲线 渗透系数 CCG渗透系数预测模型
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干湿循环作用下原状黄土渗透性及其对土-水特征曲线的影响 被引量：4
18
作者 常洲 晏长根 +4 位作者 安宁 兰恒星 石玉玲 包含 许江波 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第1期143-150,166,共9页
为评估干湿循环作用对原状黄土水力特性的劣化效应,对甘肃Q 3黄土进行了4组不同干湿循环路径下的饱和渗透试验与土-水特征测试,分析土体饱和渗透系数和土-水特征曲线随干湿循环次数、循环幅度和下限含水率的变化规律。结果表明:原状黄... 为评估干湿循环作用对原状黄土水力特性的劣化效应,对甘肃Q 3黄土进行了4组不同干湿循环路径下的饱和渗透试验与土-水特征测试,分析土体饱和渗透系数和土-水特征曲线随干湿循环次数、循环幅度和下限含水率的变化规律。结果表明:原状黄土饱和渗透系数劣化度与干湿循环次数间关系可采用双曲线函数进行描述,6次循环后劣化度变化趋于稳定;土体饱和渗透系数劣化度随循环幅度增大而线性增大,随下限含水率增大而线性减小。V-G模型对干湿循环下黄土的土-水特征曲线拟合效果良好,模型参数θs、α、n变化幅度较小,而参数θr随循环次数增加呈指数下降趋势。依据试验结果建立了考虑干湿循环3参数的饱和渗透系数劣化模型与土-水特征曲线模型,并对土体非饱和渗透系数进行了预测分析。 展开更多
关键词 原状黄土 干湿循环 渗透系数 土-水特征曲线 劣化模型
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脱湿路径下土体水分变化路径及体积变形对滤纸法测定土-水特征曲线的影响 被引量：1
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作者 叶云雪 易博文 +2 位作者 刘小文 吴珺华 洪本根 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2351-2361,共11页
尽管滤纸法已被广泛应用于非饱和土-土水特性研究,但滤纸法试验数据与压力板试验数据始终存在无法连续、光滑连接的问题。为此,以收缩变形不同的两类土为研究对象,从试样水分变化路径和体积变形两个方面着手,分别开展了一系列室内压力... 尽管滤纸法已被广泛应用于非饱和土-土水特性研究,但滤纸法试验数据与压力板试验数据始终存在无法连续、光滑连接的问题。为此,以收缩变形不同的两类土为研究对象,从试样水分变化路径和体积变形两个方面着手,分别开展了一系列室内压力板试验、滤纸法试验和土的收缩试验,并基于土-水特征曲线(soil-water characteristic curve,SWCC)试验结果,进行统计指标的量化分析。研究结果表明,饱和脱湿路径下的滤纸法与压力板法联合测定的SWCC试验数据能够有效地连接,而无水分变化路径下的滤纸法与压力板法各自测定的SWCC试验数据在连接时可能会错开或交叉,尤其是变形显著的土体;为了较准确地估算基于饱和度的SWCC,提出一个简单的改进法,仅需补充土的收缩试验;针对不同滤纸法试验结果呈现的差异性,给出了合理的解释。该研究结果不仅能为试验人员在同时处理滤纸法和压力板法试验数据时提供重要的理论指导,还能拓展滤纸法的适用范围。 展开更多
关键词 非饱和土 脱湿路径 水分变化路径 体积变形 土-水特征曲线
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施肥对热带砖红壤胶林土壤水分特征曲线的影响及模型优选 被引量：2
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作者 林晓燕 王晶晶 +4 位作者 吴炳孙 宁松瑞 王紫璇 邱偲雨 吴耀华 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期105-116,共12页
[目的]探明热带橡胶林施肥措施对土壤持水能力及孔隙特征的影响,并优选描述砖红壤胶林土壤水分特征曲线的模拟模型。[方法]采用沙箱排水法结合压力膜仪法测定砖红壤橡胶林5种施肥处理(有机肥混施化肥(H)、施化肥(C)、种植绿肥(G)、施专... [目的]探明热带橡胶林施肥措施对土壤持水能力及孔隙特征的影响,并优选描述砖红壤胶林土壤水分特征曲线的模拟模型。[方法]采用沙箱排水法结合压力膜仪法测定砖红壤橡胶林5种施肥处理(有机肥混施化肥(H)、施化肥(C)、种植绿肥(G)、施专用肥(S)及不施肥(CK))的全吸力段土壤水分特征曲线,应用Brooks-Corey(BC)、van Genuchten(VG)、Gardner和Log-Normal Distribution(LND)4种经验模型拟合,分析了不同模型的适用性及拟合精度。[结果]0—5 cm土层,在低吸力段(pF≤3.01)C处理降幅最大(0.44 cm^(3)/cm^(3));在高吸力阶段(3.01<pF≤4.18)的降幅整体偏小,H处理的降幅最大(0.05 cm^(3)/cm^(3))。5—10 cm土层,在低吸力段C处理的下降幅度最大(0.52 cm^(3)/cm^(3)),高吸力段C处理的降幅最大(0.03 cm^(3)/cm^(3))。在0—5 cm土层中,CK处理的土壤有效含水率最大(0.19 cm^(3)/cm^(3))。在5—10 cm土层中,C处理的土壤有效含水率最大(0.11 cm^(3)/cm^(3))。0—5 cm土层,CK处理的土壤空隙占比(5.2%)和大孔隙占比(0.8%)最小,中等孔隙占比(48.7%)最高。5—10 cm土层中,C处理的土壤空隙和大孔隙的占比均最小。BC,VG,Gardner和LND 4种模型均可用来拟合砖红壤胶林不同施肥处理的土壤水分特征曲线(R 2≥0.84),不同模型的拟合精度由大到小依次为:BC,VG,LND和Gardner模型。[结论]0—5 cm土层不同施肥处理中CK处理是最优施肥管理方式,5—10 cm土层所有施肥处理中C处理是最优施肥管理方式。同时,BC模型是拟合研究区内不同施肥处理土壤水分特征曲线是最优模型。 展开更多
关键词 土壤有效含水率 吸湿水 沙箱排水法 比水容量 土壤孔隙分布 持水能力
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