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强降雨作用下原状黄土土柱入渗试验
1
作者
申继先
赵本超
+5 位作者
王探宇
董金玉
王波波
赵志强
葛玉
周海韵
《南水北调与水利科技(中英文)》
北大核心
2025年第4期997-1006,共10页
为研究强降雨作用下水分在原位黄土中的入渗规律,在小浪底北岸灌区隧道冒顶灾害附近取得高120 cm、直径60 cm的原状土柱,并基于土柱开展多次降雨入渗模拟试验,监测得到土柱不同深度处土体含水量变化规律,揭示水分在原位黄土中的入渗过...
为研究强降雨作用下水分在原位黄土中的入渗规律,在小浪底北岸灌区隧道冒顶灾害附近取得高120 cm、直径60 cm的原状土柱,并基于土柱开展多次降雨入渗模拟试验,监测得到土柱不同深度处土体含水量变化规律,揭示水分在原位黄土中的入渗过程。结果表明:试验初期土柱表层土体初始含水量低、基质势高,水分入渗速率快,而深部土体湿润锋锋面含水量变化平稳、基质势低,水分入渗速率慢;多次强降雨叠加作用下,土体导水性增强、湿润锋下移速率显著增加;基于监测数据分阶段建立幂指数和线性形式的湿润锋运动模型,可用于预测考虑强降雨叠加效应下原状黄土中湿润锋的运动过程。
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关键词
强降雨
原状土柱
体积含水量
入渗过程
湿润锋
运动模型
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职称材料
基于贝叶斯理论的地下水结构模型的不确定性分析
2
作者
苏昆琨
马红彬
+2 位作者
董金玉
杨亚茹
熊玉东
《人民黄河》
北大核心
2025年第10期87-93,共7页
地下含水层结构具有空间复杂和参数多变的特点,借助数值模拟手段揭示地下水运动时构建的地下水模型往往存在不确定性。为定量分析地下水结构模型的不确定性及其对输出结果的影响,构建了两个不同结构的含水层水流模型,基于地下水运动模...
地下含水层结构具有空间复杂和参数多变的特点,借助数值模拟手段揭示地下水运动时构建的地下水模型往往存在不确定性。为定量分析地下水结构模型的不确定性及其对输出结果的影响,构建了两个不同结构的含水层水流模型,基于地下水运动模拟及参数优化过程中常用的贝叶斯理论,采用标准差分进化自适应(DREAM)算法进行采样,分别获得两个不同结构模型的参数样本,通过建立替代模型提高模拟计算效率,并对采集的样本及对应的计算结果进行统计,最后分析了模型结构的不确定性。结果表明:模型结构的不确定性会引起输入参数的不确定性,且参数的不确定性会随模型结构的不确定性的增大而增大,模型结构越接近地下含水层的实际情况,参数也越接近其真实值;模拟过程中存在参数不同而模拟结果相同和模型结构及参数均不同而模拟结果相同的现象。总体而言,模型结构所造成的输出结果的不确定性不能通过参数的调整进行弥补,但模型结构所造成的不确定性程度受限于输入参数的敏感性,且地下水模型结构越接近真实的地下含水系统,则模型的模拟结果越准确。
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关键词
贝叶斯理论
地下含水层结构
DREAM算法
替代模型
不确定性分析
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职称材料
水利工程中土体抗剪强度指标的选用
被引量:
4
3
作者
王立军
王泽新
刘吉永
《人民黄河》
CAS
北大核心
2021年第S01期142-143,145,共3页
土体稳定分析需要对土体抗剪强度进行确定,土体抗剪强度指标选取正确与否直接影响工程安全状况。通过对土体抗剪强度确定方法的分析,直接剪切试验和三轴压缩试验与具体工程相结合,提出应结合现场地质条件和外部荷载条件,充分认识土体排...
土体稳定分析需要对土体抗剪强度进行确定,土体抗剪强度指标选取正确与否直接影响工程安全状况。通过对土体抗剪强度确定方法的分析,直接剪切试验和三轴压缩试验与具体工程相结合,提出应结合现场地质条件和外部荷载条件,充分认识土体排水和固结情况,选用与之对应的室内试验方法,以获得正确合理的抗剪强度指标。
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关键词
抗剪强度
稳定分析
直接剪切试验
三轴压缩试验
固结
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职称材料
小浪底北岸灌区原状土体强度水致劣化机理研究
4
作者
李东森
李迎春
+3 位作者
董金玉
王波波
孟邵锋
董文萍
《华北水利水电大学学报(自然科学版)》
2025年第6期137-144,152,共9页
【目的】区域内一旦遭遇极端降雨,雨水入渗将造成地下水位抬升,而地下水位的周期性波动使土体处于干湿循环条件,其内部结构与力学强度都会遭到破坏;另外,土体长时间处于浸泡状态,将导致土体胶结作用减弱,强度进一步降低。因此,研究土体...
【目的】区域内一旦遭遇极端降雨,雨水入渗将造成地下水位抬升,而地下水位的周期性波动使土体处于干湿循环条件,其内部结构与力学强度都会遭到破坏;另外,土体长时间处于浸泡状态,将导致土体胶结作用减弱,强度进一步降低。因此,研究土体强度水致劣化机理对准确评估极端降雨条件下隧洞工程防护设计具有重要理论意义与实践价值。【方法】以小浪底北岸灌区隧洞工程原状土体为研究对象,对经历不同干湿循环次数和不同浸泡时间的土样进行剪切试验和电子扫描显微镜试验,分析干湿循环过程、饱水浸泡过程中土体的抗剪强度及指标变化规律,深入探讨土体强度水致劣化机理。【结果】(1)前3次干湿循环对土体强度及强度参数的劣化效应最明显,后期循环次数再增加,强度的减小趋于缓慢;(2)黏聚力随干湿循环次数增加逐渐下降,内摩擦角整体呈下降趋势,但变动幅度不大;(3)土体抗剪强度随浸泡天数的增加呈逐渐降低的趋势,前15 d降低幅度最明显;(4)以15 d为分界点,黏聚力下降速度先快后慢,表现出明显的非线性下降规律;(5)内摩擦角随浸泡天数的增加呈下降趋势,但总体波动幅度不大。【结论】干湿循环和浸泡作用导致抗剪强度劣化,这是土体内亲水性黏土矿物吸水膨胀、失水收缩从而引发土颗粒水解、泥化等微结构变化的综合体现。
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关键词
干湿循环
浸泡时间
抗剪强度
微观结构
水致劣化机理
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职称材料
题名
强降雨作用下原状黄土土柱入渗试验
1
作者
申继先
赵本超
王探宇
董金玉
王波波
赵志强
葛玉
周海韵
机构
河南省
海河流域水利事务
中心
华北水利水电大学
河南省
水利勘测有限公司
河南省特殊岩土环境控制工程技术中心
河南
水投小浪底北岸灌区
工程
有限公司
出处
《南水北调与水利科技(中英文)》
北大核心
2025年第4期997-1006,共10页
基金
河南省重点研发专项项目(241111322900)
河南省水利厅2022年度水利科技公关项目(GG202268)
河南省科技攻关项目(252102320011)。
文摘
为研究强降雨作用下水分在原位黄土中的入渗规律,在小浪底北岸灌区隧道冒顶灾害附近取得高120 cm、直径60 cm的原状土柱,并基于土柱开展多次降雨入渗模拟试验,监测得到土柱不同深度处土体含水量变化规律,揭示水分在原位黄土中的入渗过程。结果表明:试验初期土柱表层土体初始含水量低、基质势高,水分入渗速率快,而深部土体湿润锋锋面含水量变化平稳、基质势低,水分入渗速率慢;多次强降雨叠加作用下,土体导水性增强、湿润锋下移速率显著增加;基于监测数据分阶段建立幂指数和线性形式的湿润锋运动模型,可用于预测考虑强降雨叠加效应下原状黄土中湿润锋的运动过程。
关键词
强降雨
原状土柱
体积含水量
入渗过程
湿润锋
运动模型
Keywords
heavy rainfall
undisturbed soil column
volumetric water content
infiltration process
wetting front
movement model
分类号
TV62 [水利工程—水利水电工程]
P642 [天文地球—工程地质学]
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职称材料
题名
基于贝叶斯理论的地下水结构模型的不确定性分析
2
作者
苏昆琨
马红彬
董金玉
杨亚茹
熊玉东
机构
河南省
海河流域水利事务
中心
河南
水投小浪底北岸灌区
工程
有限公司
华北水利水电大学
河南省
水利勘测有限公司
河南省
特殊
岩土
环境
控制
工程技术
研究
中心
出处
《人民黄河》
北大核心
2025年第10期87-93,共7页
基金
河南省水利厅水利科技攻关项目(GG202005)
河南省重点研发专项(241111322900)
河南省科技攻关项目(252102320011)。
文摘
地下含水层结构具有空间复杂和参数多变的特点,借助数值模拟手段揭示地下水运动时构建的地下水模型往往存在不确定性。为定量分析地下水结构模型的不确定性及其对输出结果的影响,构建了两个不同结构的含水层水流模型,基于地下水运动模拟及参数优化过程中常用的贝叶斯理论,采用标准差分进化自适应(DREAM)算法进行采样,分别获得两个不同结构模型的参数样本,通过建立替代模型提高模拟计算效率,并对采集的样本及对应的计算结果进行统计,最后分析了模型结构的不确定性。结果表明:模型结构的不确定性会引起输入参数的不确定性,且参数的不确定性会随模型结构的不确定性的增大而增大,模型结构越接近地下含水层的实际情况,参数也越接近其真实值;模拟过程中存在参数不同而模拟结果相同和模型结构及参数均不同而模拟结果相同的现象。总体而言,模型结构所造成的输出结果的不确定性不能通过参数的调整进行弥补,但模型结构所造成的不确定性程度受限于输入参数的敏感性,且地下水模型结构越接近真实的地下含水系统,则模型的模拟结果越准确。
关键词
贝叶斯理论
地下含水层结构
DREAM算法
替代模型
不确定性分析
Keywords
Bayesian theory
underground aquifer structure
DREAM algorithm
surrogate model
uncertainty analysis
分类号
P641.2 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
水利工程中土体抗剪强度指标的选用
被引量:
4
3
作者
王立军
王泽新
刘吉永
机构
河南省
水利勘测有限公司
河南省
特殊
岩土
环境
控制
工程技术
研究
中心
黄河勘测规划设计研究院有限公司
河南省
水利勘测设计研究有限公司
出处
《人民黄河》
CAS
北大核心
2021年第S01期142-143,145,共3页
文摘
土体稳定分析需要对土体抗剪强度进行确定,土体抗剪强度指标选取正确与否直接影响工程安全状况。通过对土体抗剪强度确定方法的分析,直接剪切试验和三轴压缩试验与具体工程相结合,提出应结合现场地质条件和外部荷载条件,充分认识土体排水和固结情况,选用与之对应的室内试验方法,以获得正确合理的抗剪强度指标。
关键词
抗剪强度
稳定分析
直接剪切试验
三轴压缩试验
固结
分类号
TV221.2 [水利工程—水工结构工程]
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职称材料
题名
小浪底北岸灌区原状土体强度水致劣化机理研究
4
作者
李东森
李迎春
董金玉
王波波
孟邵锋
董文萍
机构
河南
水投小浪底北岸灌区
工程
有限公司
出处
《华北水利水电大学学报(自然科学版)》
2025年第6期137-144,152,共9页
基金
国家自然科学基金项目(42090052)
河南省水利科技攻关项目(GG202268)
+1 种基金
华北水利水电大学高层次人才科研启动基金(202006003)
河南省科技攻关项目(232102320025)。
文摘
【目的】区域内一旦遭遇极端降雨,雨水入渗将造成地下水位抬升,而地下水位的周期性波动使土体处于干湿循环条件,其内部结构与力学强度都会遭到破坏;另外,土体长时间处于浸泡状态,将导致土体胶结作用减弱,强度进一步降低。因此,研究土体强度水致劣化机理对准确评估极端降雨条件下隧洞工程防护设计具有重要理论意义与实践价值。【方法】以小浪底北岸灌区隧洞工程原状土体为研究对象,对经历不同干湿循环次数和不同浸泡时间的土样进行剪切试验和电子扫描显微镜试验,分析干湿循环过程、饱水浸泡过程中土体的抗剪强度及指标变化规律,深入探讨土体强度水致劣化机理。【结果】(1)前3次干湿循环对土体强度及强度参数的劣化效应最明显,后期循环次数再增加,强度的减小趋于缓慢;(2)黏聚力随干湿循环次数增加逐渐下降,内摩擦角整体呈下降趋势,但变动幅度不大;(3)土体抗剪强度随浸泡天数的增加呈逐渐降低的趋势,前15 d降低幅度最明显;(4)以15 d为分界点,黏聚力下降速度先快后慢,表现出明显的非线性下降规律;(5)内摩擦角随浸泡天数的增加呈下降趋势,但总体波动幅度不大。【结论】干湿循环和浸泡作用导致抗剪强度劣化,这是土体内亲水性黏土矿物吸水膨胀、失水收缩从而引发土颗粒水解、泥化等微结构变化的综合体现。
关键词
干湿循环
浸泡时间
抗剪强度
微观结构
水致劣化机理
Keywords
drying-wetting cycle
immersion time
shear strength
microstructure
water-induced strength deterioration mechanism
分类号
TV16 [水利工程]
TU411.7 [建筑科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
强降雨作用下原状黄土土柱入渗试验
申继先
赵本超
王探宇
董金玉
王波波
赵志强
葛玉
周海韵
《南水北调与水利科技(中英文)》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
基于贝叶斯理论的地下水结构模型的不确定性分析
苏昆琨
马红彬
董金玉
杨亚茹
熊玉东
《人民黄河》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
水利工程中土体抗剪强度指标的选用
王立军
王泽新
刘吉永
《人民黄河》
CAS
北大核心
2021
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
小浪底北岸灌区原状土体强度水致劣化机理研究
李东森
李迎春
董金玉
王波波
孟邵锋
董文萍
《华北水利水电大学学报(自然科学版)》
2025
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