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考虑土的粒径级配及变形的土-水特征曲线模型 被引量:1
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作者 唐晓林 童立红 +3 位作者 徐长节 丁智 丁海滨 柳伟 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第8期1629-1640,共12页
土的粒径分布(particle size distribution,简记为PSD)已被广泛应用于估算土-水特征曲线(SWCC),且土的孔隙分布(pore size distribution,简记为POSD)对SWCC具有重要影响,建立PSD与POSD之间的关系对于研究SWCC具有重要意义。通过对大量... 土的粒径分布(particle size distribution,简记为PSD)已被广泛应用于估算土-水特征曲线(SWCC),且土的孔隙分布(pore size distribution,简记为POSD)对SWCC具有重要影响,建立PSD与POSD之间的关系对于研究SWCC具有重要意义。通过对大量试验数据分析表明:粒径与孔径之间在双对数坐标下存在线性“阶梯”状的分布规律,粒径越大,线性“阶梯”越明显;粒径越小,“阶梯”逐渐消失并趋向于线性分布。基于这一结论,首先,根据线性“阶梯”状的分布规律构建粒径与孔径之间的关系;其次,根据Young-Laplace方程,引入粒径分布函数和孔隙比,建立考虑土的粒径级配考虑及变形的SWCC模型。最后,通过多组试验数据进行验证,结果表明本文所提出的模型均能较好地符合试验观测,验证了模型的可靠性。 展开更多
关键词 -特征曲线 粒径级配 Young-Laplace方程 体变形
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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 被引量:1
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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 2.5维有限元法 动力响应 -特征曲线 -力耦合
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土-水特征曲线的动态效应试验及模型研究
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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 -特征曲线 吸力增量 力参数 动态效应 滞回模型
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基于颗分曲线预测土水特征曲线的M-V模型改进
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作者 庹建波 陈国强 吕海波 《桂林理工大学学报》 北大核心 2025年第2期206-212,共7页
通过压力膜仪测定大理石废粉的土水特征曲线(SWCC),同时利用核磁共振技术测定不同吸力下土样含水率的变化。使用Gardner(GA)模型、Fredlund-Xing(FX)模型对实测SWCC试验结果进行参数拟合并获取其函数方程,基于颗粒分布曲线结合传统的M-... 通过压力膜仪测定大理石废粉的土水特征曲线(SWCC),同时利用核磁共振技术测定不同吸力下土样含水率的变化。使用Gardner(GA)模型、Fredlund-Xing(FX)模型对实测SWCC试验结果进行参数拟合并获取其函数方程,基于颗粒分布曲线结合传统的M-V模型预测其SWCC,与实测土水特征曲线比较后发现,在高吸力段出现含水率偏低的情况。针对此问题,对M-V预测模型的含水率计算方法加以改进,在基质吸力计算方法中引入了影响系数因子,考虑了土组类型和湿度因素对基质吸力变化的影响,并基于核磁曲线结合水与自由水临界吸力验证模型预测结合水含量。结果表明:大理石废粉的持水性能较好,模型预测的结合水含量与核磁技术结果基本一致,改进后的M-V模型预测得到的土水特征曲线与实测更加吻合,同时对砂土和壤土均适用,可以有效预测其他土样的SWCC。 展开更多
关键词 大理石废粉 特征曲线 压力膜仪 M-V模型
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基于“水-土-能-碳”关联的中部地区农业碳排放时空特征及驱动因素研究
5
作者 肖丽群 刘建生 +1 位作者 毛燕玲 姜睿清 《水土保持通报》 北大核心 2025年第4期256-266,共11页
[目的]研究中部地区农业水土资源开发利用过程中能源消耗碳排放的时空格局演变规律,揭示其主要驱动因素,为助推中部地区农业低碳化绿色转型发展和实现“双碳”目标提供理论和数据参考。[方法]基于2010—2022年中部地区6省的社会经济数据... [目的]研究中部地区农业水土资源开发利用过程中能源消耗碳排放的时空格局演变规律,揭示其主要驱动因素,为助推中部地区农业低碳化绿色转型发展和实现“双碳”目标提供理论和数据参考。[方法]基于2010—2022年中部地区6省的社会经济数据,考察农业水土资源利用中能源消耗的碳排放,采用IPCC碳排放系数法测算2010—2022年中部地区农业碳排放量,借助Kaya恒等式和完全分解方法LMDI(logarithmic mean divisia index)加法形式,探讨农业碳排放的驱动因素及其贡献值,运用ArcGIS可视化深入剖析中部各省农业碳排放在时空维度上的演变趋势,并探析水土资源匹配度与农业碳排放之间的关系。[结果]①2010—2022年中部地区农业碳排放总量呈现先快速上升后波动下降的趋势。农业碳排放的环比增长率经历了阶段性下降演变过程。②农业碳排放强度是促使中部地区农业碳减排的最主要因素,农业水资源经济产出则是导致农业碳排放增长的第一大要素。2010—2022年研究区累计农业碳排放贡献值达562.28×10^(4) t。农业水资源经济产出因素和单位播种面积的农业用水量因素对中部地区农业碳排放的贡献存在正负两个方向的变动。③提高农业水土资源匹配度有助于抑制农业碳排放,但对各省的农业碳排放影响程度存在差异。[结论]未来应关注水土资源时空匹配问题及其生态环境效应,因地制宜采取差别化的耕作模式,优化配置和改善农业水土资源开发利用方式,促进农业低碳化转型。 展开更多
关键词 农业碳排放 --- 时空特征 驱动因素 中部地区
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基于粒径分布储气砂土水特征曲线与非饱和渗透系数预测
6
作者 袁柱 潘友富 +3 位作者 张璐 翚达庆 王勇 孙志亮 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第10期136-143,共8页
针对珠江口重大工程建设中浅层气砂土渗流灾害防控的迫切需求,旨在建立基于物理机制的非饱和水力特性高效预测方法,以解决传统试验周期长、成本高的技术瓶颈,基于珠江口含浅层气的典型储气层砂土,开展压力板仪SWCC测试以及非饱和渗透试... 针对珠江口重大工程建设中浅层气砂土渗流灾害防控的迫切需求,旨在建立基于物理机制的非饱和水力特性高效预测方法,以解决传统试验周期长、成本高的技术瓶颈,基于珠江口含浅层气的典型储气层砂土,开展压力板仪SWCC测试以及非饱和渗透试验测试。基于等效毛细管模型理论,将土体抽象为多级连通孔隙网络,在由小到大的基质吸力作用下,孔隙通道由大孔径到小孔径依次排水,然后假设孔隙半径与基质吸力满足Young-Laplace方程,建立砂土粒径分布数据与土水特征曲线、非饱和渗透系数之间的关系,提出基于土体粒径分布的砂土土水特征曲线与非饱和渗透系数的预测方法。最后将非饱和渗透系数预测结果与实测数据进行对比,初步验证了预测方法的合理性。研究成果可为滨海工程防灾减灾提供技术支撑。 展开更多
关键词 浅层气 粒径分布 特征曲线 非饱和渗透系数
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基于机器学习算法的非饱和土水特征曲线预测
7
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 数据库 特征曲线 机器学习 预测
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非饱和花岗岩残积土的小应变剪切模量特性与其持水特征曲线确定方法
8
作者 尚召伟 孔令伟 +3 位作者 鄢俊彪 高志傲 王斐 黎澄生 《岩土力学》 北大核心 2025年第4期1131-1140,共10页
持水特征曲线是研究非饱和土强度、变形及渗流特性的基础,室内直接测量持水特征曲线复杂耗时。为快速准确获取花岗岩残积土的持水特征曲线,开展了不同含水率原状花岗岩残积土的共振柱试验,研究了非饱和花岗岩残积土的小应变剪切模量特性... 持水特征曲线是研究非饱和土强度、变形及渗流特性的基础,室内直接测量持水特征曲线复杂耗时。为快速准确获取花岗岩残积土的持水特征曲线,开展了不同含水率原状花岗岩残积土的共振柱试验,研究了非饱和花岗岩残积土的小应变剪切模量特性,并分别基于双应力状态变量最大剪切模量预测模型和单应力状态变量最大剪切模量预测模型反演了花岗岩残积土的持水特征曲线。研究表明:含水率对花岗岩残积土小应变剪切模量影响显著,剪切模量随着含水率的增大而减小,随围压的增大而增大;基于双应力状态变量最大剪切模量预测模型反演的持水特征曲线与压力板试验获得的结果较为一致,并通过试验数据检验了双应力状态变量最大剪切模量预测模型的准确性,讨论了模型的力学机制。利用共振柱试验不仅能够直接研究非饱和花岗岩残积土的小应变剪切模量特性,还可以通过反演法确定花岗岩残积土的持水特征曲线,为持水特征曲线的获取提供了一种新途径。 展开更多
关键词 原状花岗岩残积 共振柱试验 小应变剪切模量 非饱和 特征曲线 反演分析
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干密度对非饱和黏土土-水特性及强度特征的影响
9
作者 陈莎莎 陈晗 +2 位作者 黄海健 程功 赵立财 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期447-454,共8页
为揭示川东北地区非饱和黏土的土-水特性、强度特征及其关联作用,分别制备原状和重塑样,开展扫描电镜试验,并进行不同干密度控制条件下的土-水特征曲线(SWCC)试验及不同干密度和体积含水率下的直剪试验。研究结果表明:随着干密度的增大... 为揭示川东北地区非饱和黏土的土-水特性、强度特征及其关联作用,分别制备原状和重塑样,开展扫描电镜试验,并进行不同干密度控制条件下的土-水特征曲线(SWCC)试验及不同干密度和体积含水率下的直剪试验。研究结果表明:随着干密度的增大,原状、重塑土的进气值和残余含水率均呈线性递增趋势;相同干密度条件下,原状土进气值和残余含水率均高于重塑土,原状土的脱水速率慢于重塑土;Fredlund&Xing1和Fredlund&Xing2模型模拟SWCC效果较好,平均拟合优度均大于0.99;在相同干密度下,原状、重塑土的抗剪强度指标与基质吸力均呈近线性正相关关系。研究结论为非饱和黏土在原状、重塑状态下的土-水特性与强度特征及其互馈关联研究提供参考。 展开更多
关键词 非饱和黏 原状 重塑 干密度 强度特征 -特征曲线
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基于粒径分布和薄膜水的土水特征曲线模型
10
作者 朱世旺 李双洋 +3 位作者 姜琪 赵建沅 周尚琪 刘慧颖 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第5期200-207,共8页
利用粒径分布曲线预测土水特征曲线(SWCC)的传统模型在计算含水量时通常需要将粒径分布曲线分段处理,且往往忽略了土壤颗粒表面的薄膜水含量,导致预测精度受到很大限制。为了解决以上问题,基于颗粒点对点接触假设,使用威布尔函数描述粒... 利用粒径分布曲线预测土水特征曲线(SWCC)的传统模型在计算含水量时通常需要将粒径分布曲线分段处理,且往往忽略了土壤颗粒表面的薄膜水含量,导致预测精度受到很大限制。为了解决以上问题,基于颗粒点对点接触假设,使用威布尔函数描述粒径分布曲线,通过杨拉普拉斯方程确定毛细水含水量,并考虑薄膜水含量的影响,建立一个基于粒径分布和薄膜水的土水特征曲线模型。然后选取非饱和土壤数据库(UNSODA)中26个土壤样品进行验证,并与AP模型和MV模型进行对比分析。结果表明,相较于AP模型和MV模型,新模型能更准确地预测土壤的土水特征曲线,且由于考虑了薄膜水含量,使新模型在高基质吸力段的含水量预测误差显著减小。 展开更多
关键词 特征曲线 粒径分布曲线 毛细 薄膜 量预测
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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
11
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 干湿循环 渗透系数 -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:3
12
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 脱湿路径 分变化路径 体积变形 -特征曲线
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干湿不同路径下黄土的土水特征试验研究 被引量:1
13
作者 陈宝 郭炳显 +2 位作者 喻达 齐道坤 郑月松 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期716-722,共7页
为了全面认识在干、湿两种不同路径下黄土持水特性的联系和区别,针对豫西三门峡原状黄土展开了全吸力范围内的土水特征试验,采用渗析法(低吸力段)和气相法(高吸力段)逐级控制吸力,获得了在增湿和干燥两种不同路径下,黄土在0.01~309 MPa... 为了全面认识在干、湿两种不同路径下黄土持水特性的联系和区别,针对豫西三门峡原状黄土展开了全吸力范围内的土水特征试验,采用渗析法(低吸力段)和气相法(高吸力段)逐级控制吸力,获得了在增湿和干燥两种不同路径下,黄土在0.01~309 MPa吸力范围内的土水特征曲线(SWCC)。结果表明:黄土的土水特征曲线呈“S”型,含水率随吸力的增加而递减,且递减趋势呈现中间变化较大而两端变化小的现象,由此可通过进气值和残余饱和度将黄土土水特征曲线分成三个阶段:边界效应段、过渡段和非饱和残余段;黄土残余含水率为9.6%,进气值为30 kPa,残余饱和度对应的吸力值约为300 kPa;在100~1000 kPa吸力范围内,黄土的土水特征曲线存在明显的回滞现象,即相同吸力下的干燥路径曲线对应的含水率明显超过增湿路径曲线,特别在吸力为100 MPa附近数据差异最为显著,同吸力大小条件下含水率之差为5%。最后基于Fredlund-Xing模型对增湿和干燥两个路径上的试验曲线进行拟合,得到了黄土的SWCC拟合公式及参数。 展开更多
关键词 特征曲线 吸力控制 回滞现象
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黄河流域九省区水-土-能-碳关联系统网络特征 被引量:7
14
作者 王菲 陈敏 +1 位作者 曹永强 杨亚锋 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2024年第4期31-37,共7页
基于区域环境扩展型投入产出模型,对黄河流域水-土-能-碳资源消耗及足迹流动、区域资源及碳排放流通状况、水-土-能-碳网络特征进行了模拟分析。结果表明:2017年黄河流域九省区水资源消耗总量为1 073.69亿m^(3),占用土地面积为266.69万k... 基于区域环境扩展型投入产出模型,对黄河流域水-土-能-碳资源消耗及足迹流动、区域资源及碳排放流通状况、水-土-能-碳网络特征进行了模拟分析。结果表明:2017年黄河流域九省区水资源消耗总量为1 073.69亿m^(3),占用土地面积为266.69万km^(2),能源消耗为6.95亿t(标准煤),碳排放量为31.57亿t。在流域内部足迹流动中,河南水、土、能、碳足迹均最大,综合循环利用率最高;宁夏是最大的虚拟水资源供应地;山西能、碳足迹调出量最大;山东土地足迹循环利用率最高;青海是主要的水、土、能资源供应地,四川承接了黄河流域19.3亿t碳足迹。黄河流域水-土-能-碳关联系统的生态关系主要以竞争关系为主,控制、掠夺关系占比较小,无互利共生关系;水-土-能-碳关联系统的生态关系处于高冗余、低效率状态,能源网络的效率最高。 展开更多
关键词 “双碳”目标 --- 关联系统 网络特征 黄河流域
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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:3
15
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 未冻含量 特征曲线 预测模型
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矿物成分对红土土-水特性的影响
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作者 孙银磊 李志妃 +4 位作者 陈妍歌 杜清如 田珂萌 陈俊磊 张先伟 《岩土力学》 北大核心 2025年第10期3117-3131,3142,共16页
矿物成分是调控红土土-水特征曲线及微观孔隙架构的核心要素之一。本研究致力于从微观构造层面深入剖析矿物成分对红土土-水特性的作用机制,运用响应曲线法,系统评估了不同矿物成分对红土基质吸力的效应,并筛选出了3种关键配比;通过接... 矿物成分是调控红土土-水特征曲线及微观孔隙架构的核心要素之一。本研究致力于从微观构造层面深入剖析矿物成分对红土土-水特性的作用机制,运用响应曲线法,系统评估了不同矿物成分对红土基质吸力的效应,并筛选出了3种关键配比;通过接触式滤纸法,获得了3种配比样的增湿土-水特征曲线;同时,结合扫描电镜试验与压汞试验,进一步揭示了其孔隙微观结构及分布特征。结果显示,采用Box-Behnken设计试验构建的回归模型表明,在方差拟合分析中,高岭石与伊利石对基质吸力的影响显著,而蒙脱石则未表现出显著性。在固定某一变量的情况下,高岭石与伊利石的交互作用对基质吸力的影响远超高岭石与蒙脱石的交互作用。此外,在近饱和区与残余区,矿物成分对土-水特征曲线的影响较小,曲线相对平缓;而在过渡区,高岭石含量较高的试样曲线斜率显著增大,其他两种矿物成分含量高的试样则斜率较小。在微观结构上,高岭石与伊利石含量较高的试样中,砂颗粒边界凹凸不平,凝絮状结构体积庞大且交错分布,形成了丰富的大孔结构;相比之下,其他两组试样则呈现出较为松散的分散结构。此外,孔隙分布曲线中的优势孔径范围与土-水特征曲线的过渡区呈现出良好的对应关系,进一步验证了矿物成分对红土土-水特性的深刻影响。 展开更多
关键词 矿物成分 响应曲线 -特征 孔隙结构
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考虑SWCC随机特征的超固结红黏土边坡稳定性分析 被引量:1
17
作者 王长虹 闫宇 +2 位作者 杜昊东 胡世韬 蔡德雍 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第2期99-109,共11页
在分析超固结非饱和红黏土边坡的稳定性时,仅考虑边坡土的强度指标,易导致分析结果与边坡实际力学状态不相符合。因此,考虑非饱和红黏土的水力特性,以土水特征曲线(soil-water characteristic curve,SWCC)的随机统计特征为基础,修正超... 在分析超固结非饱和红黏土边坡的稳定性时,仅考虑边坡土的强度指标,易导致分析结果与边坡实际力学状态不相符合。因此,考虑非饱和红黏土的水力特性,以土水特征曲线(soil-water characteristic curve,SWCC)的随机统计特征为基础,修正超固结非饱和统一硬化(unified hardening,UH)模型,开展红黏土边坡的稳定性研究。以江西省九江市长虹大道的红黏土公路边坡为研究对象,首先,基于有限的室内试验数据,引入贝叶斯理论,校准Van Genuchten(VG)和Fredlund-Xing(FX)模型的随机统计特征;其次,提出类双曲线函数,表征红黏土的吸力强度规律,改进红黏土的超固结非饱和UH模型;然后,结合SWCC模型参数的随机统计特征,开展红黏土边坡的渗流场分析;最后,通过开发改进的UH模型程序,计算公路边坡的最大水平位移,与采用摩尔-库伦模型计算的位移,开展对比分析。研究结果验证了红黏土的超固结非饱和UH模型的有效性,表明雨季易发生滑坡灾害。 展开更多
关键词 特征曲线 贝叶斯理论 红黏边坡 吸力强度 UH模型
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基于黏粒含量的黄河下游堤防土水特征曲线预测研究 被引量:1
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作者 朱振慧 赵连军 +1 位作者 张防修 黄李冰 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第10期55-61,共7页
通过探究黄河下游堤防在不同围压下的土水特征曲线,为汛期堤防安全预报预警提供实时建议。通过分析黄河下游堤防土体黏粒含量与土水特征曲线的关系,提出以黏粒含量及干密度为主要因素的简易参数模型,并基于该模型进一步研究了不同围压... 通过探究黄河下游堤防在不同围压下的土水特征曲线,为汛期堤防安全预报预警提供实时建议。通过分析黄河下游堤防土体黏粒含量与土水特征曲线的关系,提出以黏粒含量及干密度为主要因素的简易参数模型,并基于该模型进一步研究了不同围压条件下土水特征曲线的测算方法。结果表明:黄河下游堤防土体的土水特征曲线根据黏粒含量的不同呈现不同的特点,脱湿曲线可根据黏粒含量分为不同的区域,黏粒含量越大,滞回效应越显著;简易模型对于黏粒含量为20%以上的壤土或黏土的脱湿曲线适用性较好;随着围压的增大,相同含水量对应的基质吸力逐渐增大。模型引入与围压相关的参数c,可实现不同荷载下的黄河下游堤防土水特征曲线预测。 展开更多
关键词 特征曲线 黏粒含量 围压 黄河下游堤防
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密度和干湿循环对黄土土-水特征曲线的影响 被引量:80
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作者 刘奉银 张昭 +2 位作者 周冬 赵旭光 朱良 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期132-136,142,共6页
土-水特征曲线在非饱和土力学中扮演着重要的角色。影响非饱和土土-水特征曲线的因素很多,如初始密度、干湿循环、荷载等。利用GCTS土-水特征曲线仪,主要测定了不同初始干密度的重塑非饱和黄土试样的减湿土-水特征曲线,选取合理的土-水... 土-水特征曲线在非饱和土力学中扮演着重要的角色。影响非饱和土土-水特征曲线的因素很多,如初始密度、干湿循环、荷载等。利用GCTS土-水特征曲线仪,主要测定了不同初始干密度的重塑非饱和黄土试样的减湿土-水特征曲线,选取合理的土-水特征曲线模型进行数据拟合,通过分析模型拟合参数来研究初始干密度对非饱和黄土土-水特征曲线的影响;并对给定初始干密度的试样进行了2次干湿循环试验,测定相应的减—增湿土-水特征曲线,通过对比干湿循环曲线上体积含水率的差异,提出了"滞回度"的概念,初步研究了黄土土-水特征曲线在干湿循环下的滞回特性规律。这些成果将为研究应力作用下的土-水特征曲线模型以及考虑干湿循环的力-水耦合本构模型发挥重要作用。 展开更多
关键词 非饱和 -特征曲线 初始密度 干湿循环
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土-水特征曲线的试验研究及曲线拟合 被引量:37
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作者 谭晓慧 余伟 +1 位作者 沈梦芬 胡娜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期51-56,共6页
土-水特征曲线是非饱和土力学研究中的一条重要曲线,其拟合参数对于分析非饱和土的各种性质具有重要意义。基于渗析法及滤纸法试验,测定了合肥市某工地非饱和膨胀土的土-水特征。以van Genuchten模型为基础,采用科学计算语言Matlab中的L... 土-水特征曲线是非饱和土力学研究中的一条重要曲线,其拟合参数对于分析非饱和土的各种性质具有重要意义。基于渗析法及滤纸法试验,测定了合肥市某工地非饱和膨胀土的土-水特征。以van Genuchten模型为基础,采用科学计算语言Matlab中的Lsqcurvefit函数对试验结果进行了曲线拟合,分析了土-水特征曲线拟合参数的多解性及其影响因素。拟合结果表明:渗析法试验得到的吸力范围偏低,拟合参数多解性较为明显;综合2种试验结果,可以得到较大吸力范围内的土-水特征曲线,且参数多解性较小;参与土-水特征曲线拟合的试验数据点的吸力范围应足够大,试验数据点应能够代表整条曲线的形状,试验点不必太过于密集,否则土-水特征曲线拟合参数的多解性较为明显;另一方面,只要试验数据点能代表整条曲线的形状,试验数据点的个数不必太多。这一研究结果对提高土-水特征曲线拟合参数的精度、提高试验效率有重要指导意义。 展开更多
关键词 -特征曲线 曲线拟合 非饱和 膨胀 渗析法 滤纸法
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