强膨胀土的斥水改性研究

为研究斥水砂抑制强膨胀土膨胀率的效果,以风化边坡强膨胀土为例,用十八胺作为斥水剂掺入砂子中用来改良膨胀土,对27次击实次数下的环刀试样进行膨胀率试验,揭示了改性膨胀土最优含水率下胀缩特性。结果表明：在膨胀土加入斥水砂后,天然土壤由亲水变为斥水,斥水度显著增强,5种改性膨胀土最优含水率随着斥水度增加而下降,其膨胀率从原来35%到9%,膨胀特性得到了明显抑制;掺入斥水砂(十八胺含量0.04%)在工程上抑制强膨胀土的膨胀与防渗是可行的。     

斥水剂对湿陷性黄土持水性能的影响

黄土湿陷性是黄土地区建筑物发生破坏和造成水土流失的重要原因,伊犁黄土厚度大、湿陷性强烈,以伊犁黄土风积黄土为研究对象,研究了斥水剂含量对湿陷性黄土持水能力、供水能力、饱和导水率及蒸发性能影响。结果表明:湿陷性黄土中是否添加斥水剂,土壤水吸力和含水率之间均符合Gardner模型关系,其相关系数均达到显著水平(P0. 01),并且随土壤含水率增大土壤水分特征曲线变化越平缓。黄土持水能力随斥水剂含量的增加呈现先减小后增大的变化趋势,斥水剂含量为1%～2. 5%时,黄土持水能力随斥水剂含量增加逐渐降低,但当斥水剂含量大于2. 5%时,持水能力随斥水剂含量增加而增加;同时土壤供水能力随斥水剂含量、含水率的增加先增大后减小,当斥水剂含量为2. 5%、土壤含水率为20%时,黄土供水能力达到最大值;黄土饱和导水率和水分累积蒸发量也表现出相同变化规律,当斥水剂含量为2. 5%、含水率为20%时土壤饱和导水率和水分累积蒸发量最小。     

浅层地下水给水度与水位埋深关系的试验研究

给水度μ是土壤释水性的一个重要指标,是浅层地下水资源评价和地下水开发利用的重要参数。通过风积砂的室内排水试验,研究浅层地下水给水度与水位埋深的关系,并用不同的公式计算给水度。试验结果表明,风积砂介质的水位埋深小于60 cm时,给水度为一变量,随水位埋深的增大而增大。所选的给水度计算公式中,雷志栋公式计算出的结果与实测数据最相近,可准确表达给水度与水位埋深的关系。     

土壤给水度的初步研究

本文根据土壤水动力学的原理,就地下水位降落时的土壤疏干排水给水度问题进行了初步试验分析。结果表明,给水度是一与土壤中非饱和流有关的概念,其值大小不仅由土壤质地所决定,而且还和地下水位的埋深、蒸发或入渗强度大小有关。文中提出的按稳定流态计算完全给水度的近似方法,可供使用中参考。     

微咸水与再生水混合滴灌对土壤斥水性的影响

为了探讨淡水资源不足地区微咸水与再生水的合理利用方式,通过盆栽试验,以当地地下水灌溉为对照(CK),研究不同比例微咸水与再生水混合灌溉(再生水灌溉T1、5 g/L微咸水与再生水等量混合灌溉T2、5 g/L微咸水灌溉T3)对土壤水盐、水溶性离子以及土壤有机质和土壤斥水性的影响。结果表明：(1)随着灌溉水中微咸水比例的升高,土壤水盐含量和土壤水溶性Na⁺、Cl^-含量逐渐升高且处理间差异显著(显著性水平p<0.05),TN含量总体呈下降趋势,水溶性Ca²⁺、SO₄^2-含量总体上无显著变化,水溶性Mg²⁺、HCO^-₃、K⁺含量变化规律不明显;(2)微咸水与再生水混合灌溉在一定程度上可以提高土壤有机质含量;(3)土壤滴水穿透时间(WDPT)与EC、Cl^-在0.01水平上显著负相关,与K⁺、Na⁺和OM含量在0.05水平显著负相关,...     

再生水灌溉研究进展

从再生水灌溉对土壤、作物、地下水和土壤斥水性4个方面简述国内外再生水灌溉的发展概况和研究进展。已有研究表明：再生水灌溉对土壤肥力和土壤酶活性的影响尚未有定论;再生水对农作物生长的影响尚有分歧;再生水灌溉对地下水水质具有一定的影响,并显著影响地下水水环境;长期的再生水灌溉会引发土壤斥水性的产生,且土壤斥水持续时间与土壤有机质质量分数呈正相关。目前存在的问题有：再生水灌溉对土壤和农作物的影响研究不一致,如何消除再生水灌水对地下水和土壤斥水性的影响。认为由于再生水中含有作物正常生长的必要营养元素,若能克服再生水灌溉存在的问题,可缓解淡水资源的压力和减少化肥的使用,避免环境的污染。     

可变给水度的潜水面运动方程

对Boussinesq方程进行修正,在地下水模型中考虑给水度的可变性,建立了可变给水度的潜水面运动方程。考虑包气带的水分存贮作用,提出了一个可变给水度潜水面运动方程的通式,使给水度的变化间接通过包气带吸力的变化特征来表现。通过引入简化的或经验的给水度变化模式,建立了基于完全给水度和基于Boulton滞后理论的潜水面运动方程。使用Hydrus2D程序模拟砂料的渗流槽试验以检验经改进的方程,结果表明基于完全给水度的方程显著改善计算结果,而基于Boulton滞后理论的结果与难以确定的滞后因子有关,且不一定能够反映实际滞后排水特性。     

土壤铬(VI)污染硫酸盐还原菌修复试验研究

利用培养优化土著硫酸盐还原菌液对人为添加重金属铬(VI)污染的土壤进行修复试验研究,观测对比了添加优势菌液和不加菌液、富营养和寡营养不同条件下土壤铬(VI)含量随时间的变化,结果表明,自然土壤(不加菌液)条件下,土壤铬(VI)污染具有自然还原转化衰减作用.土壤中添加优势修复菌液,可增加铬(VI)还原能力.只添加菌液的寡营养土壤铬 (VI)污染去除率为60%～99.5%.添加营养菌液的富营养土壤铬(VI)去除率为92%～99.6%.因此,采取添加优化微生物、调控添加营养物质等方法可以促进土壤铬的还原转化衰减.     

堤坝非稳定渗流数学模型

本文针对目前国内外常用的堤坝非稳定渗流数学模型,从物理概念上进行了论述.又从给水度μ的物理含意出发,认为以往通常选用最终稳定值不符非稳定渗流的物理过程.提出给水度必须按不同时段选用相对应的值.文中应用有限单元数值分析进行了大量计算,从自由水面、流场分布及上游边坡稳定三者综合分析,认为固结方程加自由水面流量补给边界、采用按不同时段选取对应的μ值,更确切地反映堤坝非稳定流物理状态,并以砂模型试验资料加以验证,获得满意的结果.     

申城将斥巨资引进新式挖泥船

苏州河综合整治三期工程任务之一,是要对河中心城区为130万多m~2的底泥进行疏浚处理,积聚在苏州河的底泥由于重金属等毒性物质沉淀,对中心河底泥进行挖掘时会上冒污染物而影响水质,这是困扰苏州河底泥处理的一个瓶颈问题,因为传统的疏浚方式是采用搅拌法会导致污染加剧。日前一次科技论证会议上,据上海市水务局权威人士透露,上海将斥巨资引进国外先进的鸭嘴     

松嫩平原黑土区冻融期表层土壤含水量对环境因子时空变化的响应分析

为探究寒区冻融期表层土壤含水量和环境因子时空变化特征,明确环境因子扰动引起区域融化期表层土壤水分的波动情况,以松嫩平原黑土区为研究区,利用2000—2011年遥感和模拟数据产品资料,采用一元线性回归方法分析其时空变化特征,并通过敏感系数和贡献率法计算了环境因子变化对表层土壤含水量的影响。结果表明:研究区在冻融期表层土壤含水量均值变化自东向西依次递减,而多年变化趋势表现为南增北减状态。多年雪深呈增加趋势,气温、地温在积雪累积期呈增加趋势,但融化期回升速率降低。同时,降雨呈降低趋势,导致积雪覆盖时间相应得到延长。而多年春季表层土壤含水量对降雨最为敏感,其它依次为地温、气温和积雪。受空间异质性的影响,研究区南部春季表层土壤含水量对降雨敏感,其北部对积雪敏感;多年地温的负贡献率是导致表层土壤水分变化的主导因子。同时,返浆水在短时间内对表层土壤含水量产生影响,但长时间尺度会被温度因素所掩盖,即温度升高,表层土壤含水量降低。     

冻融循环作用下盐渍土病害机理及改良技术综述

盐渍土在冻融循环作用下,主要表现出盐胀和冻胀特性,对土体结构造成破坏,土体发生变形,从而降低土体强度,给工程建设造成危害。为改良盐渍土、防治盐渍土病害,从盐渍土病害产生的机理出发,介绍了结晶压力是导致土体结构发生破坏、土体发生变形的本质因素,证实了结晶压力的大小与孔隙大小有关。水盐迁移会加剧盐胀和冻胀的发生。在冻融循环作用下,水分和盐分向土体表层发生运移。盐渍土的盐－胀特性受土体的干密度、含水量、含盐量、荷载和温度的影响,不同因素的影响程度不同,干密度的影响较含水量小。干密度越大、含水量和含盐量越高、降温速率越慢,盐－冻胀越强烈。荷载对盐－冻胀有抑制作用。通过对盐渍土病害机理的研究,结合盐渍土盐－冻胀的影响因素,从土质改良、加固土体、阻断水盐通道和温度控制四个方面阐述了冻融作用下盐渍土的改良方法,可供盐渍土地区的工程建设参考。目前关于结晶压力的研究主要是定性方面的,水盐迁移的研究以室内试验为主。未来对盐渍土病害机理的研究将主要集中在结晶压力的定量研究和水盐迁移的现场试验等方面。     

非饱和原状黄土强度特性试验研究

为了探究非饱和原状黄土在快速施工条件下,不同含水率、剪切速率和围压对其强度特性的影响,进行了UU三轴剪切试验.试验结果表明:试样的体积含水率在脱湿和吸湿过程中均随着基质吸力的增大而减小.当剪切速率达到1.5 mm/min时,3种含水率试样的黏聚力分别达到各自的峰值43.2 kPa、40.6 kPa和38.7 kPa,当...     

土壤水分对玉米蒸腾特性的影响

针对干旱半干旱地区的农业用水短缺问题,以节水灌溉及水资源的合理利用为目标,利用包裹式茎流计对甘肃省会宁县玉米的蒸腾进行连续观测,并同步监测玉米地不同埋深下的土壤水势、土壤含水率及周围气象因子,研究土壤水分对玉米蒸腾特性的影响。结果显示:(1)在不同天气条件下,玉米蒸腾速率的日变化情况大致相同,均呈"几"字型的变化曲线。(2)不同埋深下土壤水势及含水率的日变化幅度不大,均呈缓慢下降趋势。土壤水势及含水量在晴天的变化情况比阴雨天的对称性更好;7月至8月,气温升高,玉米蒸腾耗水增加,土壤水势及含水率逐渐下降,20 cm深处的土壤水势变化幅度最大;20～30 cm深处的土壤水势与蒸腾速率的相关性稍好于10～20 cm深处的土壤水势与蒸腾速率的关系,这主要跟玉米的根系分布有关;各埋深下土壤水势与玉米蒸腾累积量的相关性都呈极显著正相关;30 cm埋深处土壤水分对蒸腾作用的影响比5 cm深处土壤水分对蒸腾作用的影响大。(3)对比发现蒸腾速率与土壤水势的相关性比与土壤含水率的好。结果表明,土壤水分是影响玉米蒸腾耗水差异的重要原因。     

含水率和温度影响下的高原土体力学特性试验研究

利用自主研制的土体冻融循环剪切试验仪,开展了温度和含水率影响下的青藏高原土体力学特性正交试验,从压缩特性、冻结和冻胀、剪切特性3个方面对土体进行分析。结果表明:土样压缩过程的法向位移随含水率的增大而增加,压缩量与法向应力关系可用双曲线模型进行描述。不同含水率的土体从0 ℃降至?12 ℃过程中均产生了土体冻结现象,含水率12%的土体发生冻胀时的温度集中在?3~?2 ℃范围内。温度越低,土体的应力软化特性越明显,且峰值剪切应力和残余剪切应力越大,土体在最佳含水率附近时峰值剪切应力最大。?12 ℃土体的法向位移变化规律在不同试验条件下均表现出剪胀特性,而12 ℃和0 ℃土体随着含水率的增加由胀缩特性并逐渐变化至完全以剪缩特性为主。内摩擦角随含水率和温度的增大而减小,黏聚力随温度的升高而减小,在最佳含水率附近最大。     

三峡水库蓄水对宜昌—城陵矶河段水温情势影响研究

为研究三峡水库对长江中游河道水温的影响,采用一维水温模型对宜昌至城陵矶河段1983—2013年水温进行模拟反演,分析了不同蓄水工况不同时间尺度下水温时空变化规律。结果表明:(1)三峡水库蓄水后,宜昌-城陵矶河段升温期(3—6月)降温、降温期(9—12月)升温效应明显,并伴随着水温滞迟和平坦化现象,且随蓄水位升高现象愈加显著,越靠近三峡大坝,河段水温较蓄水前变化越大。(2)坝下河段水温"滞温"、"滞冷"效应主要由三峡水库蓄水引起,水库调蓄作用下的水温变化沿程减缓。气象条件的影响对水库调蓄引起的水温变化恢复有限,三峡水库175 m蓄水期城陵矶断面仍存-2.14℃～3.40℃的水温变化。研究成果可为长江生态环境保护修复提供科学依据。     

黄土钠质化对其工程性质影响的研究

土壤钠质化是我国面临的土壤问题之一。为探究钠质化对黄土基本性质的影响,以杨陵黄土为研究对象,人工配制钠盐含量分别为1、3、5、10和20 g/kg的土样,压制成不同干密度和含水率的土样,通过基本土工试验和土壤电导率测试、交换性钠离子百分比试验以及斥水性试验,分别测试钠盐含量变化对黄土基本性质的影响。结果表明:随着钠盐含量的增加,土样电导率增大,交换性钠离子百分比增大,土样钠质化程度加剧;塑限在20%左右波动,液限呈现先增加后降低的趋势;土壤斥水性随含盐量增大逐渐减弱,水分入渗变得容易,但是同时土体渗透系数降低,水体在土中渗流变得困难;同时土样的压缩系数逐渐增大,压缩变形变得容易。     

季节冻土区渠道水分迁移规律及冻胀特性试验研究

为了量化渠基土体中的水分在冻融过程中的迁移及其分布规律,揭示渠基土体的微观冻胀特性,选取渠基土体不同部位的原状土样,进行冻融试验,采用CT扫描技术,监测研究渠基土样冻融过程中的水分迁移及其孔隙水分布规律,进一步探究渠基土体的微观冻胀特性。结果表明:冻融过程中土样深度16～18 cm处的含水率较高,产生了水分积聚。冻结过程中,土体的微观孔隙结构发生了明显变化,同时发生了裂缝的张开和闭合。在融化阶段,由于冻结水快速融化,土体发生融沉,最大融沉量为6.78 mm。研究成果揭示了渠基土体单向冻融过程中的水分迁移规律、孔隙水的分布状态及其冻胀微观特性,为季节冻土区输水渠道的抗冻胀设计提供了理论基础。     

降雨-库水位作用下的下坪滑坡Monte-Carlo可靠度研究

针对降雨-库水位联合作用下的可靠度研究较少这一不足,基于下坪滑坡的工程背景,利用Geo-studio软件对降雨联合库水位不同工况下的渗透稳定性及可靠度进行了分析,得到了不同位置监测点的孔压变化、确定性安全系数变化、可靠度及失效概率,结果表明:库水位骤降工况下孔压总体上随时间呈现不断下降最终趋于稳定,而不同降雨工况下孔压总体上随时间呈现不断上升最终趋于稳定;库水位骤降情况下定性安全系数随时间呈现先降后升,而随降雨呈现单调下降的趋势;库水位骤降速率越大,降雨强度越大,降雨持时越长,最小安全系数则越小;库水位骤降工况下的不同工况安全系数分布差异要明显小于降雨工况,库水位骤降速率越大,失效概率越大,可靠性指标越低,降雨强度越大,降雨持续时间越长,失效概率越大,可靠性指标越低。     

寒旱区碾压混凝土重力坝运行性态分析

新疆北疆碾压混凝土坝是国内外在极端恶劣条件下修建的第一座百米级全断面碾压混凝土重力坝,工程已正常运行12 a,监测数据表明:坝体上部混凝土温度已接近准稳定场,腹心混凝土温度降至稳定温度场还需10～15 a;高水位运行至今,坝基及坝体水平位移均向下游移动,对比同类型工程,本工程水平位移在正常范围内。通过建立回归模型,分析得出温度及水位是影响横缝开合度及坝体水平位移的主要因素,时效位移年变幅均逐年减小,且变化速率逐渐降低,呈收敛趋势。大坝总渗流量在水位基本保持一致时逐年降低、排水孔加密后扬压力降幅明显。越冬层层间温度、渗透压力均满足规范及设计要求,新旧混凝土结合完好,工程实施的温控措施合理有效,高水位运行后,大坝是安全的,成果对严寒寒冷地区的工程设计、建设及运行管理具有重要的指导及借鉴意义。