土壤水-热-盐运移规律的研究现状

土壤水-热-盐运移规律的研究是目前土壤物理学、农田灌溉学研究的一个重要方面．也是防治盐碱化、改良盐渍土的核心问题．为此,综述了土壤水-热-盐运移基本理论和有地下水补给、无地下水补给、覆膜和未覆膜条件下的土壤水-热-盐研究动态,为进一步的研究提供指导．     

CO2-岩石-地层水相互作用实验

为研究温室气体CO2埋存及提高采收率注入过程对储层物性的影响,在室内开展了CO2-岩石-地层水相互作用的静态和动态实验.主要研究了饱和CO2地层水注入对储层岩石矿物的溶蚀作用、新矿物沉淀现象、地层水矿化度的变化情况以及储层渗透率的变化原因.结果表明:1)静态实验反应液中HCO3-与岩石反应,出现CO32-液体呈弱酸性,黄铁矿导致Fe(OH)3沉淀生成;2)动态实验驱替过程中同时存在CO2的溶蚀作用和沉淀作用,沉淀作用较强,溶蚀作用较弱使得物性变差.该研究成果揭示了CO2-地层水-岩石的相互作用机理和储层渗透率变化的原因,为温室气体CO2规模化捕集与封存以及资源化利用提供了地球化学依据.     

粗颗粒硫酸盐渍土地基盐-冻胀界限深度模型试验

为完善粗颗粒硫酸盐渍土盐胀理论,研究其盐-冻胀力的影响因素及变化机制,人工配制96组粗颗粒硫酸盐渍土试样,通过自主设计的试验装置,进行室内模型试验研究。结果表明：盐-冻胀力的敏感温度区间为-0.2～-1.0 ℃;含盐量不影响盐-冻胀力随温度的增长规律,与含水量共同决定最大盐–冻胀力的大小;对于相同孔隙比的试样,含水量的增加使其发生峰值盐-冻胀力所需的含盐量增加。当含盐量一定时,含水量的增加反而使其峰值盐-冻胀力减小;盐渍土试样在孔隙比为0.55和0.58时峰值盐-冻胀力分别出现极小值和极大值,这与盐分在土颗粒骨架间的结晶位置有关。基于试验结果,运用分层总和法给出工程适用的粗颗粒硫酸盐渍土地基盐-冻胀界限深度表达式,为粗颗粒硫酸盐渍土地基盐-冻胀变形的量化评价和设计提供重要参考依据。     

土壤原位热传导修复水-汽-热耦合输运模拟

为了研究有机污染场地原位热传导热修复过程中地层温度的时空分布规律,基于典型场地建立水-汽-热耦合输运模型,通过COMSOL Multiphysics多物理场仿真平台对原位热传导修复过程中的土壤温升进行数值模拟研究,预测得到温度、水相及蒸汽相浓度分布随时间的变化规律. 利用文献中的单根加热棒加热场地实测数据对模拟结果进行对比验证,通过参数化分析探究土壤孔隙度、水饱和度及毛细作用力对土壤温度时空分布的影响. 结果表明,大孔隙度和水高饱和度将导致土壤温升减慢,这是由于大量热量用于液态水蒸发过程. 毛细管力会强化液态水输运,增大蒸发速率．     

氯盐盐渍土路基中毛细水上升规律试验研究

盐渍土路基工程中,其毛细水上升高度与发生盐渍化病害关系密切.笔者通过对不同含盐量、不同上覆荷载、不同材料改性以及设置级配碎石的盐渍土进行毛细水上升高度试验,研究不同因素对盐渍土毛细水上升的影响及其变化规律.研究结果表明:含盐量越高毛细水上升高度越低;上覆荷载影响毛细水上升速度与高度,上覆荷载越大其上升速度越慢且上升高度...     

体育运动过程中人体水盐平衡问题研究

阐述了人体在运动时水盐平衡调节的生理变化,论述了人体运动后水盐失调对机体造成的严重危害。     

考虑结构-水相互作用的连续刚构桥水平地震反应分析

以三水二桥为实例,采用结构有限元法对具有单肢薄壁墩的连续刚构桥进行水平地震反应分析,分析时考虑了桩-土相互作用和结构-水相互作用以及不同水深对结构地震反应的影响。计算结果表明：桩-土相互作用和结构-水相互作用对该种连续刚构桥的抗震是不利的;按反应谱法计算所得桥墩的横向内力较大,按时程分析法计算所得主梁内力和桥墩的纵向内力较大;连续刚构桥抗震设计时应采用反应谱法和时程分析法相结合进行分析,所得的成果和分析结论可供同类桥抗震分析参考。     

双重介质热-水-力三维耦合模型及应用

在建立双重介质热-水-力耦合微分控制方程的基础上,提出了高温岩体地热开发系统热-水-力耦合的双重介质模型,对不同的介质分别建立以结点位移、水压力和温度为求解量的三维有限元格式,提出了该数学模型的求解策略与方法,开发了双重介质热-水-力耦合分析的的三维有限元计算程序DTHM.for,对地下-6km的高温岩体地热开发进行了详细的数值分析,结果表明:随地热提取,岩体裂缝法向应力逐渐降低、裂缝宽度成非线性增长;开始运行阶段,拟连续基岩介质内水压上升滞后,1a左右,整个系统水压保持稳定,以固定的压力梯度流动,在注入井和生产井附近区域水压力梯度较大,达0.046MPa/m,而在中间区域相对平缓,平均水压梯度约0.011MPa/m;在地热开采过程中,温度整体呈下降趋势,在生产井附近区域,温度呈非线性降低,与时间呈负指数关系下降趋势,而在注入井附近区域温度呈线性下降.     

基于声固耦合法的拱坝-库水-地基相互作用分析

为了研究拱坝库底吸收边界对坝面动水压力分布及坝体动力响应的影响,本文基于声固耦合法结合阻抗边界条件对库水表面重力波、库底吸收边界、坝体-库水交界面和库尾辐射边界进行模拟.建立了大岗山拱坝-库水-地基系统有限元模型,通过计算地震条件下不同库底反射系数的坝面动水压力及坝体动力响应,算例验证了提出模型的准确性.结果表明:库底...     

高速远程滑坡热-水-力耦合效应与沿程侵蚀研究

为研究高速滑坡超强流动性及沿程侵蚀问题,本文在Goren热-水-力耦合模型的基础上结合滑坡侵蚀率公式,构建了考虑沿程侵蚀影响的一维高速远程滑坡热-水-力耦合物理模型,提出了有限体积法隐式格式与TDMA耦合算法,对高速滑坡运动热水力耦效应及侵蚀效应进行数值模拟。结果表明：高速滑坡运动过程中热水力耦合效应提升了滑坡的流动性并显著影响滑坡的沿程侵蚀作用。     

硫酸盐渍土公路工程分类研究

盐渍土的判别和分类指标的选取对工程措施的制定影响甚深,选择合理的指标对反映盐渍土的工程特性至关重要.本文从硫酸盐渍土的盐胀性出发,分析水、盐、力、热等对盐渍土工程特性的影响,根据病害发生的程度划分盐渍土的等级,确定影响因素的界限值.通过对典型盐渍土地区公路病害特征的调查和对室内工程特性试验研究及现场试验研究的相关资料总结的基础上,分析和归纳国内外有关盐渍土分类资料,紧密结合盐渍土地区公路建设的生产实践,制定出以影响盐渍土工程性质的含盐量、含水量及温度等作为指标的硫酸盐渍土公路工程分类综合体系.     

宁夏扶贫扬黄灌溉工程盐渍土盐胀特性及对工程破坏的影响研究

针对宁夏扶贫扬黄灌溉工程固海扩灌第四泵站及干渠硫酸盐盐渍土的盐胀规律及特性进行研究,主要是分析硫酸盐盐渍土对水利工程混凝土构筑物的破坏机理,通过现场取样并在室内进行单次降温膨胀试验,得出了硫酸盐盐渍土盐胀特性及其影响因素.盐渍土膨胀变形与土中硫酸钠含量的增加、初始干密度的增大、温度的降低密切相关,剧烈膨胀变形的温度区间集中在15～-5℃     

Effect of Friedel’s salt on strength enhancement of stabilized chloride saline soil

Journal of Central South University - In the field of soil stabilization, only calcium silicate hydrate (CSH) and ettringite (AFt) as hydration products have been reported to directly contribute to...     

微咸水灌溉技术与土壤水盐调控方法

微咸水开发利用不仅有利于缓解水资源短缺问题,而且有利于地下水资源更新、淡水存储和环境生态建设与保护.微咸水灌溉带入农田大量盐分,改变土壤物理和化学特征,影响作物对水分和养分的吸收及作物生长过程,这些是合理科学而安全利用微咸水进行农田灌溉所关注的核心问题.因此微咸水灌溉条件下的土壤水盐分布特征及水盐调控方法研究,对于微咸水灌溉条件下维持土地可持续利用具有重要的科学意义和实际应用价值.分析当前研究现状并提出今后有待于进一步研究的问题,为微咸水安全利用提供参考.     

改性水玻璃固化盐渍土强度及冻融循环耐久性试验研究

为了解决盐渍土盐胀和溶陷等不良工程问题,进行了20、40、60℃改性水玻璃碱激发粉煤灰固化盐渍土试验研究.通过冻融循环试验、无侧限抗压强度试验、X射线衍射光谱以及微观结构测试,研究了温度改性水玻璃固化盐渍土的强度和冻融循环耐久性.结果表明:改性水玻璃固化盐渍土的强度随温度的升高反而降低;不同温度改性的水玻璃固化盐渍土的抗压强度随冻融循环次数的增加而降低并在冻融10次以后下降幅度减小;不同温度改性水玻璃固化盐渍土没有新的晶体衍射峰出现,随着改性温度的升高,芒硝和白云石的衍射强度增大,表观小孔隙率变大,强度降低,冻融循环后,微观结构遭到破坏.     

粗颗粒硫酸盐渍土地基盐−冻胀界限深度模型试验

为完善粗颗粒硫酸盐渍土盐胀理论,研究其盐–冻胀力的影响因素及变化机制,人工配制96组粗颗粒硫酸盐渍土试样,通过自主设计的试验装置,进行室内模型试验研究。结果表明：盐–冻胀力的敏感温度区间为−0.2～−1.0℃;含盐量不影响盐–冻胀力随温度的增长规律,与含水量共同决定最大盐–冻胀力的大小;对于相同孔隙比的试样,含水量的增加使其发生峰值盐–冻胀力所需的含盐量增加。当含盐量一定时,含水量的增加反而使其峰值盐–冻胀力减小;盐渍土试样在孔隙比为0.55和0.58时峰值盐–冻胀力分别出现极小值和极大值,这与盐分在土颗粒骨架间的结晶位置有关。基于试验结果,运用分层总和法给出工程适用的粗颗粒硫酸盐渍土地基盐–冻胀界限深度表达式,为粗颗粒硫酸盐渍土地基盐–冻胀变形的量化评价和设计提供重要参考依据。     

粗粒硫酸盐渍土冻融循环盐胀性研究

为研究经多次冻融循环后粗拉硫酸盐渍土的盐胀特性及作为路基填料的适用性,采用室内冻融循环试验.在不同含水率、不同温度条件下,对硫酸盐渍土的盐胀性进行分析研究.试验结果表明:硫酸盐渍土的盐胀变形与含水量及温度有重要关系,并且盐胀量随着含水量的增加而增加,而当含水量一旦超过了最佳含水量后,盐胀量呈减少趋势;当含水率为4.0%的粗颗粒硫酸盐渍土在15-5℃降温区间,结晶比较活跃;当含水率超过最佳含水量时,在15-5℃降温区间土体容易发生塌陷.     

硫酸盐渍土中灌注桩竖向承载力演变规律

盐渍土中硫酸盐含量极高,对灌注桩具有极强的腐蚀作用从而影响其承载特性,为明确和分析混凝土灌注桩在硫酸盐盐渍土腐蚀下竖向承载力的演变规律,以及桩径、桩长对灌注桩腐蚀后承载力变化规律的影响,根据硫酸盐环境下混凝土劣化的腐蚀反应和机理,建立了硫酸盐渍土腐蚀环境下单桩承载力的评价模型;结合案例对硫酸盐渍土地区混凝土灌注桩的侧阻力、端阻力及桩体强度进行研究,分析和对比了桩长及桩径对硫酸盐腐蚀下灌注桩的承载特性演变规律的影响.结果表明:硫酸盐渍土腐蚀作用下灌注桩的侧阻力、端阻力及桩体强度均发生变化;桩侧阻力受到腐蚀产物积累、膨胀引起的桩周混凝土劣化和桩侧应力重分布的影响,同时也依赖于桩长及桩径变化;端阻力则由于单桩竖向有效面积的减小而降低;硫酸盐腐蚀作用下桩体强度降低幅度较大.由此可知,相同腐蚀条件下,增加桩径可有效提高抵抗硫酸盐腐蚀引起的承载力损失;实际设计中应考虑增加桩径的方法抵抗硫酸盐腐蚀引起的承载力损失.     

用真空蒸发结晶法制取无水硫酸钠

目的　研究用 DTB型结晶器从工业粗制芒硝中制取无水硫酸钠的工艺条件 .方法　采用真空蒸发结晶法 .结果　得出了不同结晶条件对产品粒度及质量的影响 .结论　制得了符合国家标准的二级品 .     

我国北方滨海盐渍土的工程特性研究

针对我国北方滨海盐渍土地区存在的工程问题，对滨海盐渍土的赋存环境进行了分析，并研究了盐渍土的含盐量与其工程特性指标间的关系．结果表明，北方滨海地区盐渍土的塑性指标、压缩系数随含盐量的增加而降低，抗剪强度随含盐量增加出现一含盐量界限值．