基于 CT 技术的砾石土浸润试验研究

砾石土浸润峰位置对土石坝设计和安全运行有重要作用,但以前的技术手段不能进行试验验证。 CT 技术作为目前最先进的无损探测技术,在岩土力学试验中具有得天独厚的优势。将 CT 技术应用到砾石土浸润试验方面,得到的 CT 图片清晰可靠,可以准确地得到浸润峰的位置,因此是一种行之有效的方法。从 CT 浸润图片可以看出,浸润线分层比较明显,同时出现阶梯状浸润峰,这是毛细作用在浸润峰的发展过程中引起的现象。     

库岸滑坡黏性土与河水物理化学作用试验研究

水库水位周期性升降加剧了河水与库岸滑坡堆积物松散土体之间的水土作用,对库岸表层岩土的工程性质会产生显著影响。从水土作用的角度研究河水对库岸黏性土工程性质的影响,通过 X 射线衍射试验、 Zeta 电位试验、可交换阳离子试验、固结快剪试验、电镜扫描试验等,对滑坡黏性土与河水作用前后的组分、微结构和抗剪强度进行了对比试验。结果表明：在黏性土与河水作用过程中,由于水化作用和离子吸附作用的共同影响,土颗粒表面 Zeta 电位降低;由于土颗粒对 2 价阳离子的吸附作用,结合水膜会变薄,重塑土的微结构和抗剪强度都有一定变化,河水处理后的黏性土在直剪试验中还因土颗粒结构的变化导致剪胀效应。由此揭示水土间物理化学作用在河水淹没范围内对细粒土工程性质影响的作用机理。     

基于非饱和土固结仪的土水特征曲线试验研究

根据土水特征曲线,可以确定非饱和土的强度、体应变、渗透系数等,因此其对非饱和土研究具有重要意义,也是目前岩土工程界研究的热点和难点。目前常用的获得土水特征曲线的方法通常都需要具备一定的试验条件,不仅设备昂贵,而且耗时费力。文章利用改进的FGJ-ZO型非饱和土固结仪,体积压力板原理及轴平移技术,在常规试验条件下快速获得了非饱和土的土水特征曲线,并运用Frdeulnd的对数函数和Van Genuchten等的幂函数等土水特征曲线数学模型对实测数据进行了拟合,拟合效果较好。     

长江科学院岩土力学与工程重点实验室获一项国家发明专利

<正>长江科学院岩土力学与工程重点实验室研发的"适用于CT扫描的粗粒土大型三轴承样装置及其使用方法"获得中华人民共和国知识产权局颁发的发明专利证书。本发明针对现有制样技术的不足,提供了一种适用于CT扫描的粗粒土大型三轴承样装置及其使用方法,对研究粗粒土大型三轴试验的控制机理及试样细观特性的变化具有重要意义。     

膨胀土边坡稳定性研究

阐述了近年来长江科学院在膨胀土边坡稳定性方面的研究成果。研究了南水北调中线工程膨胀土的裂隙形态及分布规律,在“大气影响深度”以上与以下区域膨胀土的裂隙形态存在差异,以下区域的裂隙具有明显的定向性;介绍了膨胀土的膨胀性,对于起始含水率一定的膨胀土,相同吸湿条件下的膨胀应变与平均应力在半对数坐标系下呈很好的线性关系;阐述了膨胀土的强度特性,提出了膨胀土强度试验新方法;研究分析了膨胀土边坡失稳机理,提出了膨胀土边坡的破坏模式及相应的稳定分析方法。研究成果表明：膨胀土边坡不仅存在重力作用下的整体稳定性,整体稳定性受裂隙面强度控制,而且在吸湿条件下会产生浅层失稳,浅层失稳的主要影响因素为土的膨胀变形;在膨胀土边坡的稳定分析中,膨胀土的强度,不需进行任何折减,直接采用强度试验值,稳定分析成果能正确地反映边坡的稳定状态。     

非饱和膨胀土的现场观测技术

非饱和土的吸力测试是非饱和土研究中最重要也是最基本的测试技术.回顾了非饱和土现场试验的历史,结合近年开展的膨胀土渠道现场观测实践,从观测设备的原理出发,介绍了现场观测仪器及其埋设方法、观测试验成果,其经验可供岩土工程师在非饱和土现场实践中参考.     

螺旋板载荷试验在岩土工程勘察中的应用

1概述螺旋板载荷试验是近30年来由常规的平板载荷试验演变发展而来的，该试验最初是从挪威技术学院JANBU等人提出并研制的现场压缩仪开始的。经过近30年的发展，现在国际上的挪威、瑞典、加拿大、澳大利亚等国家分别用它来测试砂类土、软粘土、硬粘土的岩土工程指标。在我国，1     

土石坝应力应变计算参数的测定

近年来,由于对土的应力应变性质的重视,土工试验技术进入了一个新的阶段,即从着重测定土的强度转向重视应力应变参数的阶段。与此相应,出现了一批新型的仪器,如真三轴仪、平面应变仪、空心试样三轴仪;在试验方法方面,如K。试验、应力路径试验、拉伸试验等得到了发展。试验技术同三十年代太沙基(Terzaghi,1932)开始把三轴仪用于土     

岩土工程研究60年回顾与展望

本文简要回顾了中国水利水电科学研究院岩土工程研究所建所60年的科研工作情况,重点介绍了近10年来的主要科研进展及主要研究成果,内容包括土的工程性质研究、土石坝工程技术研究、土工离心模拟技术研究、岩石力学与工程技术研究、工业固体废弃物安全贮放技术研究、现代信息技术在岩土工程中的应用研究等,同时对今后岩土工程研究所的重点科研发展方向进行了展望。     

浅层红黏土的细观结构演化规律研究

湿干循环作用会对土样的细观结构产生影响。为了研究浅层红黏土的细观结构在湿干循环过程中的演化规律,研制了可以进行 CT 扫描的 CT －固结仪。在不同压力作用下对桂林雁山原状红黏土及其重塑土进行了多组湿干循环试验,并对每次烘干和增湿稳定后的土样进行 CT 扫描,跟踪观察湿干循环过程中土样的细观结构变化。研究结果表明：增湿和干燥都能使原状红黏土及其重塑土的结构造成损伤。定义了基于 CT 数据的红黏土的细观结构参数,提出了定量描述红黏土细观结构演化与土样饱和度、湿干循环次数、上部荷载之间的数学表达式,预测结果与试验资料比较接近。     

城市水土保持中渗沟措施设计要点及案例分析

北京市作为严重缺水城市．如何有效利用水资源成为了社会各界关注的焦点问题。同时,雨水的收集与利用作为城市水土保持工作研究的重要课题．正逐渐被人们关注。针对目前北京市房地产建设项目地表雨水入渗与收集的情况．介绍了渗沟这一城市水土保持雨水收集与利用措施,详细分析渗沟措施设计要点及入渗能力。通过对北京市具体案例的分析。阐述了渗沟措施典型设计对雨水收集及地表水入渗的能力．提出了渗沟设计对地表雨水收集所起到的重要作用,希望对城市中水土保持渗沟措施的设计具有参考意义。     

基于降雨入渗全过程的非饱和湿润峰模型

对降雨入渗过程进行研究有助于充分发挥土壤的蓄水能力,减缓城市管网的泄洪压力。为更真实地反映入渗过程中土壤的含水率分布情况,将降雨入渗过程进行分段,确定各阶段土壤含水率分布函数,提出了修正的非饱和湿润峰模型。同时,结合达西定律,引入土体非饱和参数,得到均匀土体在不同降雨强度下,土壤含水率、浸润深度和累计入渗量随时间变化的曲线。结果显示,入渗过程中土壤表层含水率和浸润深度随时间呈非线性变化。对于高强度降雨,当表层土壤饱和后,开始出现积水。累计入渗量最终取决于土壤的饱和渗透性质,降雨强度对其影响有限。分别将4种土质土体的计算结果与有限元法得到的结果进行对比,两者相对偏差均小于5%。     

半干旱草原型流域土壤入渗过程及转换函数研究

为了进一步探究半干旱草原砂质草甸地土壤入渗过程与影响因素相互作用的关系,以内蒙古锡林河流域为研究区,在厚栗黄土、草甸沼泽土、草原风沙土、石灰性草甸土、淡黑土等5种土壤类型下设置38个土壤入渗试验点以及62个土壤生态调查点,测定了各点位土壤的粒径、容重、有机质、含水率、地下生物量等理化特征。使用Green-Ampt、Philip、Kostiacov、Horton、Mezencev及USDA-NRCS等6种入渗模型模拟入渗过程,结果显示Horton和USDA-NRCS模型模拟效果最好,Adj-R~2分别为0.975和0.911,并利用模拟效果最好的Horton模型计算稳定入渗率,对土壤入渗特性和入渗影响要素进行了主成分和相关性分析并建立土壤转换函数,在此基础上对整个研究区的土壤稳定入渗率进行了1 km×1 km精度的面尺度拓展。研究表明,半干旱草原型流域的土壤入渗主要受到土壤物理属性与外界环境两种要素的影响,使用相关性显著的影响要素建立的土壤转换函数可以较好地模拟半干旱草原型流域的土壤入渗特征值,在小流域尺度上使用土壤转换函数的预测效果相较入渗模型的面尺度拓展更加精细。     

基于土体各向异性的雨水入渗渗井试验研究与验证

为提升海绵城市建设和运行过程中雨水的利用率,提出了一种雨水入渗渗井装置,并对雨水入渗效果进行了验证。在黏土场地竖向开挖一定深度的渗井孔,并用中粗砂填满,即形成一种雨水入渗装置。利用原位试验对渗井场地中土体的渗流情况进行了测定,得到了入渗过程中不同时刻土体的饱和度。依据数值分析软件ABAQUS对原始黏土场地和设有砂石渗井的黏土场地分别进行了数值模拟,获取了入渗过程中不同时刻土体的饱和度模拟值。将原始场地的饱和度模拟值和设有砂石渗井场地的饱和度模拟值进行了比较,并将在设置渗井的场地进行的原位试验得到的饱和度实测值与ABAQUS计算出的饱和度模拟值进行了对比。研究结果表明:砂石渗井能大幅增加土体的入渗量,且靠近渗井的土体水分入渗量较原始场地平均增长率达到了67.21%;砂石渗井增加入渗的效果随土体深度和距渗井轴心距离的降低而增加。该研究成果期望为海绵城市的建设提供参考。     

根层铺多孔膜对和田风沙土水分入渗及蒸发的影响研究

为探讨根层铺多孔膜对新疆和田风沙土水分入渗及蒸发的影响,研究中设置了3个开孔度(30％、40％和50％)和3个埋深(10、15和20 cm),以不铺多孔膜处理为对照,开展了室内的入渗及蒸发试验,研究了风沙土水分入渗及蒸发特征.结果表明:根层铺多孔膜可以有效减缓土壤水分入渗,随多孔膜埋深的增加,土壤水分入渗速率呈先减小后...     

极端干旱区小城镇绿地土壤水分入渗性能研究——以阿拉尔市为例

为进一步促进阿拉尔生态城市建设和保证城市可持续发展,以阿拉尔市绿地土壤为研究对象,选取校园、市政、居民区、道路绿化带4个功能区绿地土壤,用环刀法测定土壤水分入渗过程并做了模型拟合和分析。结果表明:4个功能区绿地土壤水分入渗性能存在明显差异,稳定入渗率为道路绿化带绿地(0.31 cm/min)校园绿地(0.05 cm/min)市政绿地(0.02 cm/min)居民区绿地(0.01 cm/min);应用常用的入渗模型进行了拟合,通用模型及Kostiakov模型能较好地描述4个功能区的绿地土壤入渗特征,Philip模型在本区的适用性最差。研究结果为阿拉尔市绿地土壤的管理提供一定依据。     

南方丘陵区多层土壤结构水平和垂向渗流特征试验与模拟研究

南方丘陵地区地形起伏,上下游田块及田块内部不同层之间土壤质地差异较大,存在复杂的水分转化关系。为揭示该地区田块内多层土壤水分运动规律,在湖北省漳河水库灌区团林灌溉试验站,开展田块变化水层条件下水分通过犁底层垂直入渗以及通过耕作层侧向入渗试验,观测土壤累积入渗量及各层含水率的变化过程;建立基于HYDRUS-2D的土壤水分二维渗流模拟模型。经验证,模型模拟值和田间实测值基本吻合;试验发现由于土壤性质差异,田块犁底层的存在会抑制水流的垂直运动,减少深层渗漏,但同时增强了水流沿耕作层侧向运动的能力。试验期间,水分沿犁底层平均垂向入渗速率为0.094 cm/min,沿耕作层平均侧向入渗速率为0.138 cm/min;入渗稳定后,渗漏水量占田面累积入渗量的21.11%,其中垂直渗漏水量占0.46%,侧向渗漏水量占20.65%,耕作层侧向渗漏水量占侧向渗漏水量的81.06%。结果表明,土壤侧向渗漏对水量损失的贡献较大,控制田块渗漏特别是耕作层侧向渗漏对南方地区节水减排具有十分重要作用。     

针对人工海岛的低影响开发建设方案研究

为了研究人工海岛地区低影响开发(LID)方案设计对削减径流污染的效果和通过设置不同的LID设施增大雨水下渗从而降低土壤盐分的影响,利用暴雨径流管理模型SWMM,设计不同目标导向的LID方案。通过SWMM模型中的水质模块分析研究径流污染削减效果,通过建立SWMM模型模拟后的雨水下渗量与地下水潜水层下层水位之间的函数关系对模型中的压盐效果进行分析。结果表明,应根据LID设施的适建范围充分利用各类用地。绿色屋顶对屋面径流污染具有较好的削减作用,生态草沟对道路径流污染有较好削减作用,透水铺装增加雨水下渗以及压盐效果最优,另外设置具有错峰排水功能的雨水罐可取得较好的下渗效果,旨在为人工海岛雨水资源利用规划提供决策依据。